国内外153 份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

周警卫，叶博伟，张朋飞，张宇庆，郝敏，尹毓若，袁婵，李志康，李顺达，夏先春，何中虎，张宏军✉，兰彩霞✉

1 华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室，武汉 430070；2 湖北省农业科学院粮食作物研究所，武汉 430072；3 中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心，北京 100081

0 引言

【研究意义】小麦是中国重要的粮食作物，其高产稳产直接影响国计民生。近年来，中国小麦主产区常年遭受各类真菌性病害侵袭，导致产量损失严重。由小麦条锈菌（Pucciniastriiformisf.sp.tritici）所引起的小麦条锈病，可通过空气传播在气候温和潮湿的地区大面积流行。小麦条锈病可导致小麦减产40%以上，甚至绝收[1]。由于病原菌的快速变异致使抗病基因不断丧失抗性，如新的条锈菌生理小种 V26（CYR34）的出现，致使中国小麦生产中广泛应用的抗条锈基因Yr26丧失抗性。2017 年，受全球气候变暖影响，条锈病在中国小麦主产区大流行，约544 万hm2受到影响。2020 年，中国11 个省份出现了条锈病大流行，仅河南省和湖北省分别有27.2%和64.3%小麦种植区受到条锈病的影响[2-3]。【前人研究进展】目前，已有84 个抗条锈病基因被命名[4]，300 余个抗性QTL 已定位。大多数条锈病抗性基因来源于普通小麦，其余则来源于小麦近缘种。条锈病抗性基因一般可分为两类：苗期抗性基因和成株抗性基因。后者指仅在成株期表现抗性，而苗期感病。目前，已报道的成株抗性基因有：Yr11、Yr12、Yr13、Yr14、Yr16、Yr18、Yr29、Yr30、Yr34、Yr36、Yr39、Yr46、Yr48、Yr49、Yr52、Yr54、Yr58、Yr59、Yr60、Yr62、Yr68、Yr71、Yr75、Yr77、Yr78、Yr79和Yr80，其余均为苗期抗性基因。然而，在生产上，仅Yr5、Yr15和Yr61等少数主效基因仍保持抗性[5]，而成株抗性基因如Yr18、Yr29和Yr46等保持抗性近百年且持续稳定[6]。通过了解不同小麦品种（系）抗性水平，为育种家提供有效抗源，在一定程度上有望防止条锈病的大流行[7]。周阳等[8]对170 份小麦品种（系）进行1BL/1RS易位系检测，显示近30 年来38%的小麦品种含有该片段，即携带条锈病抗性基因Yr9。由于携带该抗病基因的品种被广泛使用和推广，造成20 世纪90 年代条锈病的大爆发。由普通小麦-簇毛麦育成的92R 易位系携带苗期抗性基因Yr26，该基因被广泛用于四川盆地小麦育种。HAN 等[9]通过条锈病表型鉴定结合Yr26的分子标记，利用5 个生理小种（包括该基因的致病小种V26）对来源于四川盆地的85 个小麦品种鉴定，发现仅5 份材料对所有供试小种表现抗病，其中65份材料对V26 表现感病。【本研究切入点】长江中下游麦区是中国重要的优质弱筋小麦产区，约占全国小麦种植面积的12%。由于气候常年湿润多雨，为条锈菌的发病提供了有利的条件，对小麦生产造成严重的经济损失。发掘国内外优异种质资源是实现抗病育种的有效途径，通过农艺性状考察和抗病性评价，筛选抗病且高产的小麦种质丰富抗病种质资源库，充分利用已有抗性基因并及时调整品种更替，为实现小麦高产稳产奠定基因和种质基础。【拟解决的关键问题】本研究利用条锈菌流行生理小种CYR33 和CYR34 对153 份国内外育种材料进行苗期和成株期抗性鉴定，结合已知抗病基因分子标记进行基因型检测。明确国内外小麦品种（系）抗性水平和已知抗病基因的分布情况，筛选新的持久抗性材料，为中国小麦抗条锈病育种提供新的种质资源。

1 材料与方法

1.1 材料

实验室前期收集了2 800 份小麦种质资源，通过田间农艺性状考察（抽穗期、穗长、小穗数、千粒重等农艺性状）筛选得到153 份适合湖北省种植的材料。这批材料包括来自国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）的72 份高代育种品系和81 份国内育成品种（遍及湖北、河南、四川、山东、江苏、天津、河北、山西和北京等多个省（市））。31 份条锈病鉴别寄主用于CYR33 和CYR34 的毒性分析，Avocet-YrA、Avocet S*6/Yr5、Avocet S*6/Yr9、Avocet S*6/Yr10、Avocet S*6/Yr15、Avocet S*6/Yr17、Avocet S*6/Yr18、Avocet S*6/Yr26、Avocet S*6/YrSP、Pavon 76 等用于对应已知基因分子标记检测的阴性和阳性对照。苗期分别采用单小种CYR33 和CYR34 接种鉴定，而成株期则为CYR33 和CYR34 等量混合菌。辉县红、铭贤169 和SY-诱发行分别用于条锈菌的繁殖、感病对照和诱发行。

1.2 苗期和成株期条锈病鉴定

苗期条锈病鉴定在华中农业大学小麦改良创新团队条锈病温室进行。将供试小麦材料播种于育苗盒内，每穴6—8 粒，在16 h 光照/8 h 黑暗条件下培养至一叶一心，室内温度为15—18 ℃。冷冻条锈菌孢子于65 ℃水浴激活4 h，随后充分溶解于轻质矿物油Soltrol 170，采用喷雾法均匀地喷洒在植株叶片表面，在温度为7—10 ℃、湿度为80%的黑暗条件下培养24 h，然后转到16 h 光照/8 h 黑暗且温度在15—18 ℃条件下生长12—14 d。待感病对照铭贤169 充分发病时，按照0—9 级反应型（infection type，IT）评分标准[10]进行条锈病苗期表型鉴定，其中，IT=0 表示侵染叶片无可见病斑；IT=1 表示侵染叶片有少量坏死/褪绿斑，但无孢子堆形成；IT=2 表示侵染叶片有一定量坏死/褪绿斑，但无孢子堆形成；IT=3表示侵染叶片有成片坏死/褪绿斑且伴随微量孢子堆形成；IT=4 表示侵染叶片有成片坏死/褪绿斑且有少量孢子形成；IT=5 表示侵染叶片有少量坏死/褪绿斑且围绕少量孢子堆；IT=6 表示侵染叶片坏死/褪绿斑不明显且一定量孢子形成；IT=7 表示侵染叶片没有坏死/褪绿斑且有一定量孢子形成；IT=8 表示侵染叶片没有坏死或褪绿斑，且有中等数量孢子堆形成；IT=9 表示侵染叶片没有坏死/褪绿斑，且有大量孢子形成。IT=56 表示侵染叶片有少量坏死/褪绿斑且有一定量孢子堆形成。IT=7—9 被认为是感病，其他类型则为抗病。

田间表型分别于2018—2019 年（19YREZ）、2019—2020 年（20YREZ）和2020—2021 年（21YREZ）在华中农业大学鄂州试验基地进行成株期条锈病鉴定，每份材料单行种植，行长1 m，行间距0.3 m，每行播种3 g 种子。在拔节期对诱发行进行条锈菌人工接种，待感病对照病害严重度达70%时，采用改良的Cobb Scale 法[11]和ROELFS 等[12]提出的分级标准分别对供试材料病害最终严重度（final disease severity，FDS）和反应型（IT）进行调查，约1 周后，利用同样方法进行第二次调查，一般一个季度调查2—3 次。病害严重度是指病原菌孢子堆占整个叶片面积的百分数，综合FDS 和IT 分为免疫（IT=0，FDS=0）、高抗（IT 为resistance（R），FDS≤5%）、中抗（IT 为resistance to moderate resistance（RMR）, moderate resistance（MR）和moderate resistance to moderate susceptible（M），5%＜FDS≤40%）、中感（IT 为moderate susceptible（MS），40%＜FDS≤70%）和高感（IT 为susceptible（S），70%＜FDS≤100%）。

1.3 分子标记检测

将153 份材料播种于育苗盒，于两叶期取样，采用改良CTAB 法提取基因组DNA[13]，用1%的琼脂糖凝胶电泳检测DNA 质量以及超微量分光光度计测定DNA 浓度和纯度，用超纯水将原液稀释至50 ng·μL-1。选取9 个条锈病抗性基因Yr5[14]、Yr9[15]、Yr10[16]、Yr15[17]、Yr17[18]、Yr18[19]、Yr26[20]、Yr29[21]和YrSP[14]的分子标记对供试材料进行基因型检测。所用引物如表1 所示，均由武汉擎科生物科技有限公司合成。利用荧光定量PCR 仪进行Yr5和YrSP的KASP 标记基因型分析[14]，其余标记均通过凝胶电泳完成。

表1 抗条锈病基因、对照材料、分子标记及其引物序列Table 1 Primer sequences of molecular markers for known stripe rust resistance genes and positive checks

2 结果

2.1 苗期条锈病抗性鉴定和评价

利用条锈病生理小种CYR33 和CYR34 分别对153 份供试材料进行苗期鉴定（表2），结果显示，86份材料对CYR33 表现抗病（IT：0—56）占供试材料的56.2%，包括27 份国内材料和59 份CIMMYT 材料。其中，仅10 份材料对该小种表现为免疫，包括7 份国内材料（山农28、中麦175、泰山21、郯麦98-2、石麦13、中意6 号、漯麦163）和3 份CIMMYT 材料（CIM-53、CIM-60 和CIM-71）。CYR34 苗期抗性鉴定显示，共计54 份材料（包括13 份国内材料和41份CIMMYT 材料）对其表现为抗病（IT：0—56），占供试材料的35.3%，而对该小种表现免疫抗性的材料仅为郯麦98-1 和山农102。此外，共计39 份材料对2 个生理小种均表现抗性（IT：0—56）。由此可见，该批材料对2 个生理小种的苗期抗性水平整体较低，相较于国内材料，CIMMYT 的材料苗期以中度抗性水平为主。

表2 153 份小麦品种（系）苗期及成株期条锈病抗性评价Table 2 Phenotyping of stripe rust resistance for 153 wheat varieties (lines) at both seedling and adult plant stages

2.2 成株期条锈病抗性鉴定和评价

利用条锈菌生理小种CYR33 和CYR34 等量混合对该批材料进行成株期抗性鉴定，其田间条锈病严重度相关系数介于0.75—0.85（表3）。于19YREZ 环境下，28 份材料在田间表现为免疫、54 份材料表现高抗、29 份材料表现中抗、34 份材料表现中感和8 份材料表现高感（表2，附表1）。于20YREZ 环境下，23 份材料表现为免疫、26 份材料表现高抗、35 份材料表现中抗、50 份材料表现中感和18 份材料表现高感（1 份材料缺失）（表2，附表1）。于21YREZ 环境下，17 份材料表现为免疫、41 份材料表现高抗、38份材料表现中抗、52 份材料表现中感和4 份材料表现高感（1 份材料缺失）（表2，附表1）。综上所述，在3 年田间环境下均表现出免疫抗性水平的材料有6份，分别是CIM-50、CIM-51、CIM-53、CIM-54、CIM-59和CIM-64。此外，在田间表现稳定高抗的材料共计64 份，包括7 份国内材料和57 份CIMMYT 材料（表4）。由此可见，在成株期，153 份材料对当前小麦条锈菌主导混合生理小种抗性多数集中在免疫和中抗之间，其中CIMMYT 材料成株期抗性以高抗和免疫为主。

表3 153 份材料在3 年不同田间环境下条锈病相关系数Table 3 Correlation coefficient of stripe rust in 153 materials under different field environments for 3 years

表4 综合3 年田间表型鉴定出64 份小麦材料表现稳定高抗（多点平均最终严重度≤5%）Table 4 Identification of 64 advanced wheat lines with high level of resistance to stripe rust over three years field phenotyping and seedling test (mean of final disease severity (FDSM)≤5%)

2.3 抗条锈病基因的分子标记检测

利用已知条锈病抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP的功能标记或紧密连锁标记对153 份材料进行基因型检测，发现31 份材料含有Yr9（图1-a）、23 份材料携带Yr10（图1-b）、73 份材料携带Yr17（图1-d）、2 份材料含有Yr18（图1-e）、4 份材料携带Yr26（图1-f）、50 份材料可能含有成株抗性基因Yr29（图1-g）、2份材料携带YrSP（图2-b），未检测出含Yr5（图2-a）和Yr15（图1-c）的材料。来源于国内和CIMMYT的材料在抗病基因的分布上差异明显，如苗期抗性基因Yr9、Yr10和Yr26主要存在于国内材料中，分别有27、21 和4 份材料含有这三个基因，而成株抗性基因Yr18、Yr29和Yr17（部分成株抗性）主要存在于CIMMYT 材料中，分别有2、46 和69 份材料含有这三个抗病基因。此外，共计77 份材料仅携带1 个已知抗病基因、38 份材料携带2 个已知抗病基因、9 份材料同时携带3 个已知抗病基因，即西科麦6 号、CIM-42、CIM-71、CIM-21、CIM-36和CIM-23 均聚合了Yr9+Yr17+Yr29，CIM-3 聚合了Yr17+Yr29+YrSP，CIM-2 和CIM-40 聚合了Yr17+Yr18+Yr29。

图1 条锈病抗性基因分子标记在153 份品种（系）中的检测结果Fig.1 Detection results of stripe rust resistance gene molecular markers in 153 varieties (lines)

图2 条锈病抗性基因Yr5 和YrSP 的KASP 功能标记Yr5-R-gene_allele（a）和YrSP-R-gene_allele（b）的基因型分析Fig.2 Amplification of wheat collection using the functional molecular marker Yr5-R-gene_allele (a) and YrSP R-gene_allele (b)for the stripe rust resistance genes Yr5 and YrSP

2.4 综合分析条锈病表型和基因型

通过对153 份育种材料进行条锈病苗期、成株期表型鉴定及其相关抗病基因分子标记检测，共计74 份材料仅含有已知苗期基因，其苗期反应型介于0—9，其中，Yr9和Yr10对现有生理小种已经丧失抗性。此外，仅18 份材料对2 个生理小种同时表现为苗期抗病（IT≤45），成株期平均严重度为0—4%，分子标记检测显示这些材料可能含有已知抗病基因Yr10、Yr17和Yr29，且在CIM-24 和CIM-25 中未检测到已知的苗期抗病基因（表4）。由此推测，这两个CIMMYT 品系可能含有新的全生育期抗性基因；中优9507、农大1193 和鄂麦9721 在苗期为感病，而成株期则抗病，且未检测出上述已知抗病基因，推测这三个国内小麦品种可能含有新的成株抗性基因。

通过连续 3 年田间条锈病鉴定，发现来自CIMMYT 的6 份材料（CIM-50、CIM-51、CIM-53、CIM-54、CIM-59 和CIM-64）均表现免疫，除了CIM-51仅含有Yr17，其余材料抗病基因组合均为Yr17+Yr29。此外，在田间表现稳定高抗的材料共计64 份（7 份国内和57 份CIMMYT 材料），含有已知抗病基因Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP，其中CIM-3 同时聚合了Yr17+Yr29+YrSP，川麦604 聚合了Yr26+Yr17，有24 份材料聚合了Yr17+Yr29，仅材料13213 含有Yr26，其余材料仅含有全生育期抗性基因Yr17。综上所述，CIMMYT 的材料兼具优良的苗期和成株期抗性，且超过一半的材料基因聚合模式为Yr17+Yr29。

抗性基因的聚合可有效提高作物的抗性水平，而苗期抗性基因和成株期抗性基因的组合会进一步提高抗病持久性。如上所述，鄂恩 6 号聚合了Yr9+Yr29，在苗期对2 个生理小种表现感病，而成株期则表现抗病。川麦604 聚合了Yr17+Yr26在苗期和成株期均表现抗病。此外，共计36 份材料聚合了Yr17+Yr29（包括1 份国内材料川育26 和35 份CIMMYT 材料）在成株期均表现出稳定的抗性。有6 份材料聚合了Yr9+Yr17+Yr29，且大多数材料在全生育期表现抗病。CIM-3 聚合了Yr17+Yr29+YrSP，苗期和成株期均表现出稳定抗性。CIM-2 和CIM-40聚合了Yr17+Yr18+Yr29，在苗期表现感病而成株期表现抗病（图3）。

图3 153 份材料携带条锈病抗性基因的组合类型Fig.3 The gene combinations of known stripe rust resistance gene in 153 wheat collection

3 讨论

小麦条锈病持续危害中国小麦安全生产，新中国成立以来共计经历了4 次条锈病大流行和十几次中等规模流行。历史教训告诉我们，大面积推广携带单一苗期抗性基因品种极易导致条锈病的加剧甚至大发生[22]。近年来，小麦条锈病抗病育种取得初步成效，收集抗性资源，表型鉴定结合分子标记检测能够更好地分析材料抗性水平和抗病基因的构成，为小麦抗病基因聚合提供基因资源[23]。

3.1 小麦条锈病抗性评价

CIMMYT 春小麦品种具有丰产性好、株型紧凑、品质较好、抗病性强等特点，有效地补充了中国西南地区春性小麦种质资源。通过条锈病抗性评价，可以筛选出抗性优良的材料供育种应用。佟汉文等[24]对9 份CIMMYT 小麦种质资源进行条锈病抗性鉴定，发现仅1 份材料表现感病，其余均表现出免疫-中抗抗性水平。伍玲等[25]对273 份CIMMYT 材料进行抗性鉴定，发现绝大多数含有Lr34/Yr18/Pm38抗性基因的材料在多个环境下的病害严重度均低于30%。华中农业大学小麦分子育种实验室收集国内小麦主产区育种材料81 份，引进CIMMYT 高代系72份，在可控温室进行苗期鉴定，而成株期则在条锈病高发地湖北省鄂州市华中农业大学试验基地进行。由于湖北省气候在小麦孕穗期常伴随温度偏低且湿度大，导致该基地成为条锈病易发区。为了保证试验材料发病充分，本研究每年在小麦拔节期（约2 月中旬）利用条锈菌混合小种CYR33 和CYR34（1∶1）均匀溶于矿物油/淀粉进行人工接种诱发行，在过去的4 年，该基地条锈病每年发病极为充分。表型鉴定结果显示，第一，来源于CIMMYT 的高代育种材料在苗期和成株期普遍表现出高水平抗性，且苗期以中抗为主，而成株期则以免疫和高抗为主，通过引进该中心优良抗病小麦种质资源来丰富中国小麦的抗性遗传背景极为重要；第二，中优9507、农大1193 和鄂麦9721 在苗期表现为感病而成株期则抗病，且这三份材料未检测到已知抗病基因，显示这三份材料可能存在新的成株抗性基因，对其进行深入遗传解析，可为小麦条锈病抗性品种培育提供有效新基因资源。

3.2 抗病基因分子标记检测

迄今，已命名84 个条锈病抗性基因，其中仅11个基因被克隆，即Yr18/Lr34/Pm38、Yr46/Lr67/Pm46、Yr36、Yr10、Yr5、Yr7、YrSP、Yr15、Yr27、Yr28和YrU1[26-27]。而在生产上仍保持良好抗性的基因仅Yr5、Yr15和Yr61，但尚未得到广泛应用[5,28]。本研究选取了9 个在小麦生产上仍保持条锈病抗性且具有功能标记/紧密连锁分子标记的基因进行检测，其中，具有功能标记的基因有Yr5、Yr15、YrSP、Yr10和Yr18，具有连锁标记的基因有Yr9、Yr17、Yr26和Yr29。由于连锁标记距离目标基因仍具有一定的物理位置，其结果可能造成一定的假阳性。为了避免这一现象，本研究选用同一基因的多对连锁标记进行检测，确定其最终基因型。

条锈病抗性基因Yr5、Yr7和YrSP在小麦的2BL染色体上成簇分布，MARCHAL 等[14]利用MutRenSeq技术将其成功分离。经序列比对，YrSP由于终止密码子提前插入使其序列比Yr5短1 938 bp，二者同源性高达99.8%，Yr7和Yr5有77.9%的相似性。在生产上，Yr5仍然保持着良好的抗性，而Yr7和YrSP已经丧失抗性[14]。很遗憾，本研究结果显示，所有供试材料均不含有Yr5，仅烟农999 含有YrSP，在苗期和成株期均表现感病。HUANG 等[29]通过对黄淮海平原的66 个历年主栽品种进行表型鉴定和条锈病抗性基因分析，在供试品种中也未检测到Yr5。目前，Yr5在育种中未能得以广泛应用，其主要原因是该基因来源于小麦近缘种斯卑尔脱小麦，通过传统育种手段导入外源基因常伴随一定连锁累赘，致使其在小麦抗病育种中有很大局限性。随着生物技术的快速发展和转基因小麦的生物安全克服，相信在不久的将来该基因可以发挥较大应用价值。

Yr9来源于黑麦1RS 染色体，随后被导入普通小麦中，形成以洛夫林系列为代表的1BL/1RS 易位系，因其对小麦的条锈、叶锈、白粉具有良好的抗性及较好的丰产性和抗逆性，20 世纪70 年代在小麦主产区得以广泛应用。但随着CYR28、CYR29 等致病生理小种的出现，该基因逐渐丧失抗病性[7]。蔚睿等[30]通过对150份黄淮海麦区的小麦品种Yr9分子标记鉴定，检测出104 份材料可能含有Yr9，占69.3%。本研究利用分子标记Yr9-H20，在153 份材料中检测到31 份材料携带Yr9，其中25 份材料仅含有该基因，且大多数材料在苗期对CYR33 和CYR34 表现感病（CYR33感病：15 份；CYR34 感病：20 份），这与前人的研究结果基本一致。

Yr10最早在普通小麦PI 178383 中发现，位于1BS染色体，随后被陆续转移到其他小麦品种中[31]。LIU等[32]通过图位克隆的方法成功分离该基因，其编码一个CC-NBS-LRR 结构的蛋白，是一个典型的全生育期抗病基因。本研究利用Yr10的特异标记SC200对153 份材料进行检测，发现23 份材料携带目标片段，其中21 份材料仅含有该基因，在苗期对CYR33和CYR34 感病的材料分别有15 和17 份。董娜等[33]利用该标记对39 份国外小麦品种进行检测，发现2份材料可能含有Yr10。由于目前已有Yr10致病生理小种[34]，建议小麦生产中需谨慎使用仅含有该基因的材料。

Yr15来源于野生二粒小麦，位于1BS 染色体上，对3 000 多个条锈菌生理小种具有抗性。KLYMIUK等[17]利用图位克隆结合EMS 突变体和转基因技术明确一个编码串联激酶结构域蛋白的基因（WTK1）为Yr15，并开发了功能标记用于MAS 育种。本研究利用该标记对153 份材料进行检测，并未筛选到含有该基因的材料。尉法刚等[35]利用Yr15的标记Y15K1-F2/uhw301R和Xbarc8对400 份材料进行检测，筛选出19 份材料可能含有Yr15。戴妙飞等[36]利用同一标记对203 份ICARDA 小麦材料进行分析，未检测到Yr15。韩德俊等[37]对1 980 份国内地方品种和国外材料进行检测同样未发现携带Yr15的材料。表明该基因目前在小麦育种中利用率偏低，需进一步加快其应用。

Yr17来源于偏凸山羊草，转移到普通小麦之后，与抗叶锈基因Lr37、抗秆锈病基因Sr38在2AS 染色体上形成抗病基因簇。研究发现温度和光照强度在一定程度上对该基因的抗性水平造成影响[38]。目前，国内条锈病流行生理小种CYR32 和CYR33 对Yr17均有较高的毒性频率[39]，但在育种上聚合该基因与成株抗性基因可显著提高小麦品种的抗病性[40-41]。本研究通过Yr17的分子标记cslVrgal3对供试材料进行检测，发现73 份材料含有该基因，包括4 份国内材料和69 份CIMMYT 材料，且其田间严重度介于0—40%，进一步分析发现有23 份材料仅含有该基因（1 份国内材料，22 份CIMMYT 材料），其中12份材料在苗期和成株期均表现出稳定的中度抗性水平。薛文波等[42]对74 份国内小麦品种进行Yr17的分子标记检测，仅4 份材料含有Yr17，这与本研究结果一致，表明相较于CIMMYT 材料，国内小麦材料含有Yr17的频率偏低。

成株抗性基因Yr18对条锈菌的抗性已保持100余年，目前，该基因仍然是抗病育种的重要资源，Yr18是第一个被克隆的一因多效抗病基因[43]，该基因位于小麦染色体7DS 上，编码ATP-binding cassette（ABC）转运蛋白，与叶尖干枯形态学标记紧密连锁。本研究利用前人开发的紧密连锁标记对153 份材料进行分子标记检测，检测到2 份CIMMYT 的材料含有Yr18。刘金栋等[44]对117 份小麦品种进行条锈病鉴定和分子标记检测，共计19 份材料含有该基因。徐默然等[45]对103 份材料进行表型鉴定结合分子标记检测，鉴定出19 份材料含有Yr18。管方念等[46]对152 份地方品种进行Yr18分子标记检测，发现131 份材料携带该基因。这些研究结果再次表明，该基因在我国地方品种中的分布频率较高，与KRATTINGER 等[43]报道显示Yr18可能来源于中国地方品种相一致。但该基因未被育种家广泛利用，其一可能由于地方品种农艺性状较差，很难达到育成品种要求；其二，据华中农业大学小麦分子育种实验室遗传研究显示，该基因与其他抗病基因加性效应不显著，有时还存在负向效应，该结果与LILLEMO 等[47]报道一致；其三，由于育种家长期重视小种专化抗性基因（主效基因）的应用，忽略了兼抗多种病害的成株抗性基因（微效基因）的选择，致使该基因在现代育成品种中利用率较低。

来自圆锥小麦的1BL 染色体的抗条锈病基因Yr26曾被广泛应用于小麦生产，南京农业大学陈佩度教授利用圆锥小麦与簇毛麦杂交，选育出小麦-簇毛麦6VS/6AL 易位系（92R 易位系），由于6VS易位片段携带白粉病抗性基因Pm21，使得92R 易位系兼抗条锈病和白粉病。随着新致病生理小种V26（CYR34）的出现，其抗性逐渐丧失，致使小麦生产上以内麦系列（内麦8 号-11 号、内麦836）、石麦14、扬麦18 等为代表的大面积推广品种感病，导致产量损失严重[48-49]。本研究检测到4 份小麦材料携带Yr26，即内麦9 号、川麦65、13213 和川麦604，其中，前2 份材料对CYR33 和CYR34 均表现为感病，而后2 份材料则为抗病。另外，川麦604的系谱为：贵农21/SW3243//川麦42，而川麦42 的系谱则为Syn-CD769/SW89–3243//Chuan6415。鉴于川麦604 3 年FDS 均小于10，由此推测，该品种除了携带Yr26外，可能存在其他人工合成小麦抗源。由于新的致病生理小种V26 的出现，在今后育种中应尽可能避免单独使用该基因，或者与其他成株抗性基因聚合应用，以提高抗病持久性和有效性。

成株抗性基因Yr29最初在Pavon76 中发现，是第二个被命名的兼抗型成株抗性基因[50]，对条锈病、叶锈病和白粉病均具有一定的抗性[47,51]。在某些环境中，不同遗传背景下Yr29的抗性水平显著低于Yr18[52-53]，但其加性效应较好。本研究选用Yr29的CAPS 标记csLV46对供试材料进行检测，发现50 份材料可能含有该基因，而4 份材料（CIM-24、CIM-25、CIM-11 和山农102）仅含有该基因，成株期均表现出稳定的抗性水平。李玮等[54]利用Yr29的KASP 标记Lr46_JF2对来自世界各地的367 份小麦品种进行分子标记检测，发现138 份材料含有该基因。本课题组前期遗传研究显示，由于该基因与秆锈病抗性基因Sr2存在显著加性效应[55]。因此，现有CIMMYT 小麦高代系中90%以上材料携带Yr29。加快该基因克隆的步伐，开发功能标记将会极大提高中国小麦育种家对该基因的利用效率。

人工合成小麦是由四倍体或六倍体小麦与二倍体节节麦杂交产生的六倍体人工合成小麦，被认为拓宽普通小麦遗传变异主要途径之一[56]。但由于是新合成的异源六倍体，核型不稳定，非整倍体率高，即使连续自交十几代仍然存在非整倍体的现象，使得人工合成小麦在育种应用中具有较大的限制[57]。目前，全球约86 个审定的小麦品种含有人工合成小麦背景，遍及全球20 个国家和地区，中国西南地区和印度推广面积最大[58]。中国以川麦42（Syn-CD769/SW89–3243//Chuan6415）为代表的第一批人工合成小麦品种于2003 年被广泛推广和应用[59]。本研究153 份材料仅川麦604 含有人工合成小麦的背景，苗期和成株期均表现稳定的抗病性，经分子标记检测，该材料聚合了Yr26+Yr17。目前，人工合成小麦的育种应用仍然有较大的潜力，在未来通过稳定核型筛选、高产抗病的人工合成小麦用于品种改良，将进一步突破现阶段小麦种质资源狭窄的育种瓶颈。

4 结论

利用当前中国流行的条锈菌生理小种对来自于中国小麦主产区和CIMMYT 的153 份小麦品种（系）进行抗性评价，国内品种主要携带Yr9和Yr10抗性基因，而CIMMYT 品系则以携带Yr17和Yr29为主。苗期抗病基因和成株期抗病基因的聚合可显著提高抗病性及持久性，中优9507、农大1193 和鄂麦9721可能含有新的成株抗性基因。国内材料抗性水平仍有较大提升空间，通过广泛挖掘抗源，发掘新的抗病基因，充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种，有效控制小麦条锈病大流行。