小麦条锈病是威胁小麦生产的重大生物灾害。小种特异抗病基因常为全生育期完全抗性,效应强,抗性易丧失。非小种特异抗病基因多为成株期的部分抗性,单基因效应不强,但抗性持久。
利用基因功能标记,将源自节节麦(Yr28)、野生二粒小麦(Yr36)和普通小麦(Yr18)的成株部分抗性基因导入感条锈病小麦SY95-71,获得遗传背景相似,具有不同抗病基因组合的BC3F5。在大田和培养箱条件下评价其条锈病抗性,表明三个成株抗病基因聚合可以提高条锈病抗性(图1)。至少2个基因聚合即可提供足够的抗性。Yr28+Yr36 和Yr18 +Yr28 +Yr36 聚合体苗期条锈病抗性显著提高,表明聚合适当的成株抗条锈病基因,能够实现全生育期抗性。
通过分子标记辅助选择,将这三个基因分别导入四川小麦品种蜀麦969和蜀麦830,创制了具有全生育期条锈病抗性的优良株系。本研究为小麦条锈病持久抗性育种设计提供依据和新材料。
该研究结果于2023年3月3日发表在Plant Disease, 2023, 107(3):879-885 (https://doi.org/10.1094/PDIS-07-22-1716-RE)。本研究得到四川省重点研发项目(2022ZDZX0014、2021YFYZ0002)和国家自然科学基金项目(31671689、31901493)的资助。
图1 SY95-71背景下不同抗病基因组合的抗性表型。A,苗期表型;B,成株期表型