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小麦-高大山羊草Pm13微小片段易位系的创制与鉴定OA

Development and Identification of Wheat-Aegilops longissima Tiny Segment Translocation Lines Harboring Pm13

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小麦白粉病是由专性寄生真菌禾本科布氏白粉菌引起的全球性病害,严重威胁小麦的产量和品质.利用抗性基因培育抗病品种是防治小麦白粉病最经济有效的策略.Pm13基因是小麦野生近缘种高大山羊草3S1染色体携带的广谱抗白粉病基因,20世纪90年代就已通过小麦-高大山羊草染色体易位将该基因导入普通小麦,但由于携带Pm13基因的外源染色体片段过大,存在连锁累赘,从而限制了其在小麦育种中的应用.本研究利用ph1b基因诱导高大山羊草3S1#2染色体与小麦部分同源染色体重组,成功创制了3个Pm13微小片段易位系(W12-3A、W12-3G和W12-3H),所含3S1染色体片段的长度分别为1.886 Mb、699 kb和196 kb,仅占3S1染色体全长的0.24%、0.087%和0.024%.对Pm13微小片段易位系自交F2分离群体进行了白粉病鉴定,抗感植株的分离比符合3∶1,表明Pm13基因在这些易位系中能稳定遗传.对其中最小片段的易位系W12-3H进行了农艺性状调查以及不同小麦背景下白粉病抗性鉴定,发现Pm13对小麦农艺性状无不利影响,且在不同小麦背景均高抗白粉病.本研究成功创制了无遗传累赘的抗病Pm13微小片段易位系,为加快Pm13基因在小麦抗白粉病育种中的有效利用提供了重要种质资源.

Wheat powdery mildew,caused by the obligate biotrophic fungus Blumeria graminis f.sp.tritici,is a globally prevalent disease that poses a severe threat to wheat yield and quality.Breeding resistant varieties through the deployment of resistance genes is widely recognized as the most economical and effective strategy for disease management.The Pm13 gene,a broad-spectrum powdery mildew resistance gene located on chromosome 3S1 of Aegilops longissima,a wild relative of common wheat,was introduced into common wheat through wheat-Ae.longissima 3S1 chromosome translocation in the 1990s.However,the large size of the alien chromosomal segment carrying Pm13 resulted in linkage drag,which has constrained its utility in wheat breeding programs.In this study,theph1b gene was employed to promote homoeologous recombination between Ae.longissima 3S1#2 chromosome and wheat homoeologous group 3 chromosomes.Consequently,three powdery mildew-resistant translocation lines with minimal introgressed segments carrying Pm13(W12-3A,W12-3G,and W12-3H)were successfully developed.Marker enrichment analysis revealed that the size of the introgressed 3S1 chromosomal segments in these translocation lines were 1.886 Mb,699 kb,and 196 kb,accounting for only 0.24%,0.087%,and 0.024%of the entire 3S1 chromosome,respectively.Genetic analysis of self-pollinated F2 populations derived from these translocation lines showed that the segregation ratio of resistant to susceptible plants fitted the expected 3∶1,indicating stable inheritance of Pm13.Furthermore,agronomic evaluation of the translocation line W12-3H with the smallest introgressed 3 S1 chromosome segment revealed no adverse effects on key agronomic performance traits.Resistance assessment across different genetic backgrounds demonstrated that Pm13 confers effective powdery mildew resistance in diverse wheat lines.Collectively,this study successfully developed disease-resistant Pm13 tiny-segment translocation lines with no linkage drag,providing valuable genetic resources to facilitate the efficient utilization of the Pm13 gene in wheat powdery mildew resistance breeding.

赵彦龙;杨峥;刘人歌;刘帅;钟帅;王灵生;李俊强;刘倩雯;卫琳;赵月;刘文轩;孔维秀;李欢欢;杨迅;任月明;贺欣沛;罗梦真;马超;纪祥;贾然然

河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046河南农业大学生命科学学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室,郑州 450046

普通小麦高大山羊草抗白粉病Pm13微小片段易位系

common wheatAegilops longissimaresistance to powdery mildewPm13tiny-segment translocation lines

《植物遗传资源学报》 2026 (7)

1415-1425,11

国家自然科学基金(32272070,32372089,32401805)河南省高校科技创新人才项目(25HASTIT009)河南省科技攻关项目(252102111118)National Natural Science Foundation of China(32272070,32372089,32401805)Science and Technology Innovation Talents in Universities of Henan Province(25HASTIT009)Scientific and Technological Research Project of Henan Province of China(252102111118)

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