小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst)引发的真菌病害,严重威胁全球小麦生产安全。随着病原菌生理小种不断进化,栽培小麦中有效抗性基因资源日益匮乏,从小麦野生近缘种中挖掘新的抗病基因、储备有效的抗性资源,成为抗病育种可持续发展的途径。簇毛麦(Haynaldia villosa, 2n = 2x = 14, VV)是小麦三级基因库中的重要成员,蕴含丰富的抗病、抗逆等优异基因资源。南京农业大学通过远缘杂交与秋水仙素加倍,创制了一批硬粒小麦–簇毛麦双二倍体材料,为规模化、系统化、多元化发掘远缘优异基因奠定了材料基础。
近日,南京农业大学农学院在The Crop Journal在线发表了题为“High-throughput identification of stripe rust resistance resources and genetic mapping of a new gene from Triticum durum–Haynaldia villosa amphiploids”的研究论文。研究通过高通量表型鉴定、等位性测验、BSE-Seq、遗传定位等技术,系统发掘了一批抗条锈病双二倍体材料,并定位到一个位于簇毛麦2VS染色体臂的新抗病基因Yr2VS,通过回交创制了携带Yr2VS的小麦–簇毛麦异染色体系,为小麦抗条锈病分子育种提供了宝贵新资源。

研究进一步利用抗病、感病亲本构建F2与F2:3遗传群体,结合BSE-Seq,将该抗病基因定位于簇毛麦2V染色体短臂,命名为Yr2VS。该基因定位于分子标记InDel411与InDel1393之间约5.6 cM的遗传区间,对应簇毛麦参考基因组1.84 Mb物理区间(图1E)。转录组与候选基因分析显示,Yr2VS定位区间内包含79个高置信基因,其中多个NLR类等抗病相关基因受条锈菌诱导显著上调,为后续基因克隆与功能解析奠定了基础。通过回交转育成功将2VS染色体臂导入普通小麦背景,分子标记和表型鉴定表明,携带2VS染色体臂的后代材料均表现高抗条锈病,证明Yr2VS具有良好的育种利用潜力(图1F)。

图1 硬粒小麦—簇毛麦双二倍体中抗条锈病基因的鉴定、定位与利用
作者和基金项目
南京农业大学博士研究生刘晋宏和硕士研究生马岑为该文共同第一作者,曹爱忠教授和邢莉萍教授为共同通信作者。该研究得到国家重点研发计划项目(2025YFF1000300)、国家自然科学基金项目(32472098)和江苏省种业振兴揭榜挂帅项目(JBGS [2021] 013)等资助。
相关阅读
The Crop Journal | 王秀娥团队发现簇毛麦CERK1-V异源过量表达提高小麦抗病性
THE CROP JOURNAL
The Crop Journal (《作物学报(英文版)》)是中国科协主管,中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊,创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果,开展国际学术交流,促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登作物遗传与育种、作物基因组与分子育种、作物驯化与重要种质资源进化、作物分子生理与生态、作物栽培与耕作系统、作物与微生物互作、作物与环境互作及其适应性、作物基因组进化与选择、作物重要农艺性状发育、生物技术/工具/大数据等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2024年The Crop Journal的SCI影响因子为5.6,在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区,并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助,2024–2028年获中国科技期刊卓越行动计划二期英文梯队项目资助。
↓【点击下方“阅读原文”查看PDF】
学会简介
关注“作物之窗”或“中国作物学会”微信公众号,点击“服务-加入我们/会员注册”,即可注册个人会员。