國內外153 份小麥種質條銹病抗性鑒定與評價

周警衛，葉博偉，張朋飛，張宇慶，郝敏，尹毓若，袁嬋，李志康，李順達，夏先春，何中虎，張宏軍?，蘭彩霞?

1 華中農業大學植物科學技術學院/湖北洪山實驗室，武漢 430070；2 湖北省農業科學院糧食作物研究所，武漢 430072；3 中國農業科學院作物科學研究所/國家小麥改良中心，北京 100081

0 引言

【研究意義】小麥是中國重要的糧食作物，其高產穩產直接影響國計民生。近年來，中國小麥主產區常年遭受各類真菌性病害侵襲，導致產量損失嚴重。由小麥條銹菌（Pucciniastriiformisf.sp.tritici）所引起的小麥條銹病，可通過空氣傳播在氣候溫和潮濕的地區大面積流行。小麥條銹病可導致小麥減產40%以上，甚至絕收[1]。由于病原菌的快速變異致使抗病基因不斷喪失抗性，如新的條銹菌生理小種 V26（CYR34）的出現，致使中國小麥生產中廣泛應用的抗條銹基因Yr26喪失抗性。2017 年，受全球氣候變暖影響，條銹病在中國小麥主產區大流行，約544 萬hm2受到影響。2020 年，中國11 個省份出現了條銹病大流行，僅河南省和湖北省分別有27.2%和64.3%小麥種植區受到條銹病的影響[2-3]?！厩叭搜芯窟M展】目前，已有84 個抗條銹病基因被命名[4]，300 余個抗性QTL 已定位。大多數條銹病抗性基因來源于普通小麥，其余則來源于小麥近緣種。條銹病抗性基因一般可分為兩類：苗期抗性基因和成株抗性基因。后者指僅在成株期表現抗性，而苗期感病。目前，已報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，其余均為苗期抗性基因。然而，在生產上，僅Yr5、Yr15和Yr61等少數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續穩定[6]。通過了解不同小麥品種（系）抗性水平，為育種家提供有效抗源，在一定程度上有望防止條銹病的大流行[7]。周陽等[8]對170 份小麥品種（系）進行1BL/1RS易位系檢測，顯示近30 年來38%的小麥品種含有該片段，即攜帶條銹病抗性基因Yr9。由于攜帶該抗病基因的品種被廣泛使用和推廣，造成20 世紀90 年代條銹病的大爆發。由普通小麥-簇毛麥育成的92R 易位系攜帶苗期抗性基因Yr26，該基因被廣泛用于四川盆地小麥育種。HAN 等[9]通過條銹病表型鑒定結合Yr26的分子標記，利用5 個生理小種（包括該基因的致病小種V26）對來源于四川盆地的85 個小麥品種鑒定，發現僅5 份材料對所有供試小種表現抗病，其中65份材料對V26 表現感病?！颈狙芯壳腥朦c】長江中下游麥區是中國重要的優質弱筋小麥產區，約占全國小麥種植面積的12%。由于氣候常年濕潤多雨，為條銹菌的發病提供了有利的條件，對小麥生產造成嚴重的經濟損失。發掘國內外優異種質資源是實現抗病育種的有效途徑，通過農藝性狀考察和抗病性評價，篩選抗病且高產的小麥種質豐富抗病種質資源庫，充分利用已有抗性基因并及時調整品種更替，為實現小麥高產穩產奠定基因和種質基礎?！緮M解決的關鍵問題】本研究利用條銹菌流行生理小種CYR33 和CYR34 對153 份國內外育種材料進行苗期和成株期抗性鑒定，結合已知抗病基因分子標記進行基因型檢測。明確國內外小麥品種（系）抗性水平和已知抗病基因的分布情況，篩選新的持久抗性材料，為中國小麥抗條銹病育種提供新的種質資源。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗室前期收集了2 800 份小麥種質資源，通過田間農藝性狀考察（抽穗期、穗長、小穗數、千粒重等農藝性狀）篩選得到153 份適合湖北省種植的材料。這批材料包括來自國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）的72 份高代育種品系和81 份國內育成品種（遍及湖北、河南、四川、山東、江蘇、天津、河北、山西和北京等多個?。ㄊ校?1 份條銹病鑒別寄主用于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 等用于對應已知基因分子標記檢測的陰性和陽性對照。苗期分別采用單小種CYR33 和CYR34 接種鑒定，而成株期則為CYR33 和CYR34 等量混合菌。輝縣紅、銘賢169 和SY-誘發行分別用于條銹菌的繁殖、感病對照和誘發行。

1.2 苗期和成株期條銹病鑒定

苗期條銹病鑒定在華中農業大學小麥改良創新團隊條銹病溫室進行。將供試小麥材料播種于育苗盒內，每穴6—8 粒，在16 h 光照/8 h 黑暗條件下培養至一葉一心，室內溫度為15—18 ℃。冷凍條銹菌孢子于65 ℃水浴激活4 h，隨后充分溶解于輕質礦物油Soltrol 170，采用噴霧法均勻地噴灑在植株葉片表面，在溫度為7—10 ℃、濕度為80%的黑暗條件下培養24 h，然后轉到16 h 光照/8 h 黑暗且溫度在15—18 ℃條件下生長12—14 d。待感病對照銘賢169 充分發病時，按照0—9 級反應型（infection type，IT）評分標準[10]進行條銹病苗期表型鑒定，其中，IT=0 表示侵染葉片無可見病斑；IT=1 表示侵染葉片有少量壞死/褪綠斑，但無孢子堆形成；IT=2 表示侵染葉片有一定量壞死/褪綠斑，但無孢子堆形成；IT=3表示侵染葉片有成片壞死/褪綠斑且伴隨微量孢子堆形成；IT=4 表示侵染葉片有成片壞死/褪綠斑且有少量孢子形成；IT=5 表示侵染葉片有少量壞死/褪綠斑且圍繞少量孢子堆；IT=6 表示侵染葉片壞死/褪綠斑不明顯且一定量孢子形成；IT=7 表示侵染葉片沒有壞死/褪綠斑且有一定量孢子形成；IT=8 表示侵染葉片沒有壞死或褪綠斑，且有中等數量孢子堆形成；IT=9 表示侵染葉片沒有壞死/褪綠斑，且有大量孢子形成。IT=56 表示侵染葉片有少量壞死/褪綠斑且有一定量孢子堆形成。IT=7—9 被認為是感病，其他類型則為抗病。

田間表型分別于2018—2019 年（19YREZ）、2019—2020 年（20YREZ）和2020—2021 年（21YREZ）在華中農業大學鄂州試驗基地進行成株期條銹病鑒定，每份材料單行種植，行長1 m，行間距0.3 m，每行播種3 g 種子。在拔節期對誘發行進行條銹菌人工接種，待感病對照病害嚴重度達70%時，采用改良的Cobb Scale 法[11]和ROELFS 等[12]提出的分級標準分別對供試材料病害最終嚴重度（final disease severity，FDS）和反應型（IT）進行調查，約1 周后，利用同樣方法進行第二次調查，一般一個季度調查2—3 次。病害嚴重度是指病原菌孢子堆占整個葉片面積的百分數，綜合FDS 和IT 分為免疫（IT=0，FDS=0）、高抗（IT 為resistance（R），FDS≤5%）、中抗（IT 為resistance to moderate resistance（RMR）, moderate resistance（MR）和moderate resistance to moderate susceptible（M），5%＜FDS≤40%）、中感（IT 為moderate susceptible（MS），40%＜FDS≤70%）和高感（IT 為susceptible（S），70%＜FDS≤100%）。

1.3 分子標記檢測

將153 份材料播種于育苗盒，于兩葉期取樣，采用改良CTAB 法提取基因組DNA[13]，用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA 質量以及超微量分光光度計測定DNA 濃度和純度，用超純水將原液稀釋至50 ng·μL-1。選取9 個條銹病抗性基因Yr5[14]、Yr9[15]、Yr10[16]、Yr15[17]、Yr17[18]、Yr18[19]、Yr26[20]、Yr29[21]和YrSP[14]的分子標記對供試材料進行基因型檢測。所用引物如表1 所示，均由武漢擎科生物科技有限公司合成。利用熒光定量PCR 儀進行Yr5和YrSP的KASP 標記基因型分析[14]，其余標記均通過凝膠電泳完成。

表1 抗條銹病基因、對照材料、分子標記及其引物序列Table 1 Primer sequences of molecular markers for known stripe rust resistance genes and positive checks

2 結果

2.1 苗期條銹病抗性鑒定和評價

利用條銹病生理小種CYR33 和CYR34 分別對153 份供試材料進行苗期鑒定（表2），結果顯示，86份材料對CYR33 表現抗病（IT：0—56）占供試材料的56.2%，包括27 份國內材料和59 份CIMMYT 材料。其中，僅10 份材料對該小種表現為免疫，包括7 份國內材料（山農28、中麥175、泰山21、郯麥98-2、石麥13、中意6 號、漯麥163）和3 份CIMMYT 材料（CIM-53、CIM-60 和CIM-71）。CYR34 苗期抗性鑒定顯示，共計54 份材料（包括13 份國內材料和41份CIMMYT 材料）對其表現為抗?。↖T：0—56），占供試材料的35.3%，而對該小種表現免疫抗性的材料僅為郯麥98-1 和山農102。此外，共計39 份材料對2 個生理小種均表現抗性（IT：0—56）。由此可見，該批材料對2 個生理小種的苗期抗性水平整體較低，相較于國內材料，CIMMYT 的材料苗期以中度抗性水平為主。

表2 153 份小麥品種（系）苗期及成株期條銹病抗性評價Table 2 Phenotyping of stripe rust resistance for 153 wheat varieties (lines) at both seedling and adult plant stages

2.2 成株期條銹病抗性鑒定和評價

利用條銹菌生理小種CYR33 和CYR34 等量混合對該批材料進行成株期抗性鑒定，其田間條銹病嚴重度相關系數介于0.75—0.85（表3）。于19YREZ 環境下，28 份材料在田間表現為免疫、54 份材料表現高抗、29 份材料表現中抗、34 份材料表現中感和8 份材料表現高感（表2，附表1）。于20YREZ 環境下，23 份材料表現為免疫、26 份材料表現高抗、35 份材料表現中抗、50 份材料表現中感和18 份材料表現高感（1 份材料缺失）（表2，附表1）。于21YREZ 環境下，17 份材料表現為免疫、41 份材料表現高抗、38份材料表現中抗、52 份材料表現中感和4 份材料表現高感（1 份材料缺失）（表2，附表1）。綜上所述，在3 年田間環境下均表現出免疫抗性水平的材料有6份，分別是CIM-50、CIM-51、CIM-53、CIM-54、CIM-59和CIM-64。此外，在田間表現穩定高抗的材料共計64 份，包括7 份國內材料和57 份CIMMYT 材料（表4）。由此可見，在成株期，153 份材料對當前小麥條銹菌主導混合生理小種抗性多數集中在免疫和中抗之間，其中CIMMYT 材料成株期抗性以高抗和免疫為主。

表3 153 份材料在3 年不同田間環境下條銹病相關系數Table 3 Correlation coefficient of stripe rust in 153 materials under different field environments for 3 years

表4 綜合3 年田間表型鑒定出64 份小麥材料表現穩定高抗（多點平均最終嚴重度≤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 抗條銹病基因的分子標記檢測

利用已知條銹病抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP的功能標記或緊密連鎖標記對153 份材料進行基因型檢測，發現31 份材料含有Yr9（圖1-a）、23 份材料攜帶Yr10（圖1-b）、73 份材料攜帶Yr17（圖1-d）、2 份材料含有Yr18（圖1-e）、4 份材料攜帶Yr26（圖1-f）、50 份材料可能含有成株抗性基因Yr29（圖1-g）、2份材料攜帶YrSP（圖2-b），未檢測出含Yr5（圖2-a）和Yr15（圖1-c）的材料。來源于國內和CIMMYT的材料在抗病基因的分布上差異明顯，如苗期抗性基因Yr9、Yr10和Yr26主要存在于國內材料中，分別有27、21 和4 份材料含有這三個基因，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，分別有2、46 和69 份材料含有這三個抗病基因。此外，共計77 份材料僅攜帶1 個已知抗病基因、38 份材料攜帶2 個已知抗病基因、9 份材料同時攜帶3 個已知抗病基因，即西科麥6 號、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。

圖1 條銹病抗性基因分子標記在153 份品種（系）中的檢測結果Fig.1 Detection results of stripe rust resistance gene molecular markers in 153 varieties (lines)

圖2 條銹病抗性基因Yr5 和YrSP 的KASP 功能標記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 綜合分析條銹病表型和基因型

通過對153 份育種材料進行條銹病苗期、成株期表型鑒定及其相關抗病基因分子標記檢測，共計74 份材料僅含有已知苗期基因，其苗期反應型介于0—9，其中，Yr9和Yr10對現有生理小種已經喪失抗性。此外，僅18 份材料對2 個生理小種同時表現為苗期抗病（IT≤45），成株期平均嚴重度為0—4%，分子標記檢測顯示這些材料可能含有已知抗病基因Yr10、Yr17和Yr29，且在CIM-24 和CIM-25 中未檢測到已知的苗期抗病基因（表4）。由此推測，這兩個CIMMYT 品系可能含有新的全生育期抗性基因；中優9507、農大1193 和鄂麥9721 在苗期為感病，而成株期則抗病，且未檢測出上述已知抗病基因，推測這三個國內小麥品種可能含有新的成株抗性基因。

通過連續 3 年田間條銹病鑒定，發現來自CIMMYT 的6 份材料（CIM-50、CIM-51、CIM-53、CIM-54、CIM-59 和CIM-64）均表現免疫，除了CIM-51僅含有Yr17，其余材料抗病基因組合均為Yr17+Yr29。此外，在田間表現穩定高抗的材料共計64 份（7 份國內和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 同時聚合了Yr17+Yr29+YrSP，川麥604 聚合了Yr26+Yr17，有24 份材料聚合了Yr17+Yr29，僅材料13213 含有Yr26，其余材料僅含有全生育期抗性基因Yr17。綜上所述，CIMMYT 的材料兼具優良的苗期和成株期抗性，且超過一半的材料基因聚合模式為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組合會進一步提高抗病持久性。如上所述，鄂恩 6 號聚合了Yr9+Yr29，在苗期對2 個生理小種表現感病，而成株期則表現抗病。川麥604 聚合了Yr17+Yr26在苗期和成株期均表現抗病。此外，共計36 份材料聚合了Yr17+Yr29（包括1 份國內材料川育26 和35 份CIMMYT 材料）在成株期均表現出穩定的抗性。有6 份材料聚合了Yr9+Yr17+Yr29，且大多數材料在全生育期表現抗病。CIM-3 聚合了Yr17+Yr29+YrSP，苗期和成株期均表現出穩定抗性。CIM-2 和CIM-40聚合了Yr17+Yr18+Yr29，在苗期表現感病而成株期表現抗病（圖3）。

圖3 153 份材料攜帶條銹病抗性基因的組合類型Fig.3 The gene combinations of known stripe rust resistance gene in 153 wheat collection

3 討論

小麥條銹病持續危害中國小麥安全生產，新中國成立以來共計經歷了4 次條銹病大流行和十幾次中等規模流行。歷史教訓告訴我們，大面積推廣攜帶單一苗期抗性基因品種極易導致條銹病的加劇甚至大發生[22]。近年來，小麥條銹病抗病育種取得初步成效，收集抗性資源，表型鑒定結合分子標記檢測能夠更好地分析材料抗性水平和抗病基因的構成，為小麥抗病基因聚合提供基因資源[23]。

3.1 小麥條銹病抗性評價

CIMMYT 春小麥品種具有豐產性好、株型緊湊、品質較好、抗病性強等特點，有效地補充了中國西南地區春性小麥種質資源。通過條銹病抗性評價，可以篩選出抗性優良的材料供育種應用。佟漢文等[24]對9 份CIMMYT 小麥種質資源進行條銹病抗性鑒定，發現僅1 份材料表現感病，其余均表現出免疫-中抗抗性水平。伍玲等[25]對273 份CIMMYT 材料進行抗性鑒定，發現絕大多數含有Lr34/Yr18/Pm38抗性基因的材料在多個環境下的病害嚴重度均低于30%。華中農業大學小麥分子育種實驗室收集國內小麥主產區育種材料81 份，引進CIMMYT 高代系72份，在可控溫室進行苗期鑒定，而成株期則在條銹病高發地湖北省鄂州市華中農業大學試驗基地進行。由于湖北省氣候在小麥孕穗期常伴隨溫度偏低且濕度大，導致該基地成為條銹病易發區。為了保證試驗材料發病充分，本研究每年在小麥拔節期（約2 月中旬）利用條銹菌混合小種CYR33 和CYR34（1∶1）均勻溶于礦物油/淀粉進行人工接種誘發行，在過去的4 年，該基地條銹病每年發病極為充分。表型鑒定結果顯示，第一，來源于CIMMYT 的高代育種材料在苗期和成株期普遍表現出高水平抗性，且苗期以中抗為主，而成株期則以免疫和高抗為主，通過引進該中心優良抗病小麥種質資源來豐富中國小麥的抗性遺傳背景極為重要；第二，中優9507、農大1193 和鄂麥9721 在苗期表現為感病而成株期則抗病，且這三份材料未檢測到已知抗病基因，顯示這三份材料可能存在新的成株抗性基因，對其進行深入遺傳解析，可為小麥條銹病抗性品種培育提供有效新基因資源。

3.2 抗病基因分子標記檢測

迄今，已命名84 個條銹病抗性基因，其中僅11個基因被克隆，即Yr18/Lr34/Pm38、Yr46/Lr67/Pm46、Yr36、Yr10、Yr5、Yr7、YrSP、Yr15、Yr27、Yr28和YrU1[26-27]。而在生產上仍保持良好抗性的基因僅Yr5、Yr15和Yr61，但尚未得到廣泛應用[5,28]。本研究選取了9 個在小麥生產上仍保持條銹病抗性且具有功能標記/緊密連鎖分子標記的基因進行檢測，其中，具有功能標記的基因有Yr5、Yr15、YrSP、Yr10和Yr18，具有連鎖標記的基因有Yr9、Yr17、Yr26和Yr29。由于連鎖標記距離目標基因仍具有一定的物理位置，其結果可能造成一定的假陽性。為了避免這一現象，本研究選用同一基因的多對連鎖標記進行檢測，確定其最終基因型。

條銹病抗性基因Yr5、Yr7和YrSP在小麥的2BL染色體上成簇分布，MARCHAL 等[14]利用MutRenSeq技術將其成功分離。經序列比對，YrSP由于終止密碼子提前插入使其序列比Yr5短1 938 bp，二者同源性高達99.8%，Yr7和Yr5有77.9%的相似性。在生產上，Yr5仍然保持著良好的抗性，而Yr7和YrSP已經喪失抗性[14]。很遺憾，本研究結果顯示，所有供試材料均不含有Yr5，僅煙農999 含有YrSP，在苗期和成株期均表現感病。HUANG 等[29]通過對黃淮海平原的66 個歷年主栽品種進行表型鑒定和條銹病抗性基因分析，在供試品種中也未檢測到Yr5。目前，Yr5在育種中未能得以廣泛應用，其主要原因是該基因來源于小麥近緣種斯卑爾脫小麥，通過傳統育種手段導入外源基因常伴隨一定連鎖累贅，致使其在小麥抗病育種中有很大局限性。隨著生物技術的快速發展和轉基因小麥的生物安全克服，相信在不久的將來該基因可以發揮較大應用價值。

Yr9來源于黑麥1RS 染色體，隨后被導入普通小麥中，形成以洛夫林系列為代表的1BL/1RS 易位系，因其對小麥的條銹、葉銹、白粉具有良好的抗性及較好的豐產性和抗逆性，20 世紀70 年代在小麥主產區得以廣泛應用。但隨著CYR28、CYR29 等致病生理小種的出現，該基因逐漸喪失抗病性[7]。蔚睿等[30]通過對150份黃淮海麥區的小麥品種Yr9分子標記鑒定，檢測出104 份材料可能含有Yr9，占69.3%。本研究利用分子標記Yr9-H20，在153 份材料中檢測到31 份材料攜帶Yr9，其中25 份材料僅含有該基因，且大多數材料在苗期對CYR33 和CYR34 表現感?。–YR33感病：15 份；CYR34 感?。?0 份），這與前人的研究結果基本一致。

Yr10最早在普通小麥PI 178383 中發現，位于1BS染色體，隨后被陸續轉移到其他小麥品種中[31]。LIU等[32]通過圖位克隆的方法成功分離該基因，其編碼一個CC-NBS-LRR 結構的蛋白，是一個典型的全生育期抗病基因。本研究利用Yr10的特異標記SC200對153 份材料進行檢測，發現23 份材料攜帶目標片段，其中21 份材料僅含有該基因，在苗期對CYR33和CYR34 感病的材料分別有15 和17 份。董娜等[33]利用該標記對39 份國外小麥品種進行檢測，發現2份材料可能含有Yr10。由于目前已有Yr10致病生理小種[34]，建議小麥生產中需謹慎使用僅含有該基因的材料。

Yr15來源于野生二粒小麥，位于1BS 染色體上，對3 000 多個條銹菌生理小種具有抗性。KLYMIUK等[17]利用圖位克隆結合EMS 突變體和轉基因技術明確一個編碼串聯激酶結構域蛋白的基因（WTK1）為Yr15，并開發了功能標記用于MAS 育種。本研究利用該標記對153 份材料進行檢測，并未篩選到含有該基因的材料。尉法剛等[35]利用Yr15的標記Y15K1-F2/uhw301R和Xbarc8對400 份材料進行檢測，篩選出19 份材料可能含有Yr15。戴妙飛等[36]利用同一標記對203 份ICARDA 小麥材料進行分析，未檢測到Yr15。韓德俊等[37]對1 980 份國內地方品種和國外材料進行檢測同樣未發現攜帶Yr15的材料。表明該基因目前在小麥育種中利用率偏低，需進一步加快其應用。

Yr17來源于偏凸山羊草，轉移到普通小麥之后，與抗葉銹基因Lr37、抗稈銹病基因Sr38在2AS 染色體上形成抗病基因簇。研究發現溫度和光照強度在一定程度上對該基因的抗性水平造成影響[38]。目前，國內條銹病流行生理小種CYR32 和CYR33 對Yr17均有較高的毒性頻率[39]，但在育種上聚合該基因與成株抗性基因可顯著提高小麥品種的抗病性[40-41]。本研究通過Yr17的分子標記cslVrgal3對供試材料進行檢測，發現73 份材料含有該基因，包括4 份國內材料和69 份CIMMYT 材料，且其田間嚴重度介于0—40%，進一步分析發現有23 份材料僅含有該基因（1 份國內材料，22 份CIMMYT 材料），其中12份材料在苗期和成株期均表現出穩定的中度抗性水平。薛文波等[42]對74 份國內小麥品種進行Yr17的分子標記檢測，僅4 份材料含有Yr17，這與本研究結果一致，表明相較于CIMMYT 材料，國內小麥材料含有Yr17的頻率偏低。

成株抗性基因Yr18對條銹菌的抗性已保持100余年，目前，該基因仍然是抗病育種的重要資源，Yr18是第一個被克隆的一因多效抗病基因[43]，該基因位于小麥染色體7DS 上，編碼ATP-binding cassette（ABC）轉運蛋白，與葉尖干枯形態學標記緊密連鎖。本研究利用前人開發的緊密連鎖標記對153 份材料進行分子標記檢測，檢測到2 份CIMMYT 的材料含有Yr18。劉金棟等[44]對117 份小麥品種進行條銹病鑒定和分子標記檢測，共計19 份材料含有該基因。徐默然等[45]對103 份材料進行表型鑒定結合分子標記檢測，鑒定出19 份材料含有Yr18。管方念等[46]對152 份地方品種進行Yr18分子標記檢測，發現131 份材料攜帶該基因。這些研究結果再次表明，該基因在我國地方品種中的分布頻率較高，與KRATTINGER 等[43]報道顯示Yr18可能來源于中國地方品種相一致。但該基因未被育種家廣泛利用，其一可能由于地方品種農藝性狀較差，很難達到育成品種要求；其二，據華中農業大學小麥分子育種實驗室遺傳研究顯示，該基因與其他抗病基因加性效應不顯著，有時還存在負向效應，該結果與LILLEMO 等[47]報道一致；其三，由于育種家長期重視小種?；剐曰颍ㄖ餍Щ颍┑膽?，忽略了兼抗多種病害的成株抗性基因（微效基因）的選擇，致使該基因在現代育成品種中利用率較低。

來自圓錐小麥的1BL 染色體的抗條銹病基因Yr26曾被廣泛應用于小麥生產，南京農業大學陳佩度教授利用圓錐小麥與簇毛麥雜交，選育出小麥-簇毛麥6VS/6AL 易位系（92R 易位系），由于6VS易位片段攜帶白粉病抗性基因Pm21，使得92R 易位系兼抗條銹病和白粉病。隨著新致病生理小種V26（CYR34）的出現，其抗性逐漸喪失，致使小麥生產上以內麥系列（內麥8 號-11 號、內麥836）、石麥14、揚麥18 等為代表的大面積推廣品種感病，導致產量損失嚴重[48-49]。本研究檢測到4 份小麥材料攜帶Yr26，即內麥9 號、川麥65、13213 和川麥604，其中，前2 份材料對CYR33 和CYR34 均表現為感病，而后2 份材料則為抗病。另外，川麥604的系譜為：貴農21/SW3243//川麥42，而川麥42 的系譜則為Syn-CD769/SW89–3243//Chuan6415。鑒于川麥604 3 年FDS 均小于10，由此推測，該品種除了攜帶Yr26外，可能存在其他人工合成小麥抗源。由于新的致病生理小種V26 的出現，在今后育種中應盡可能避免單獨使用該基因，或者與其他成株抗性基因聚合應用，以提高抗病持久性和有效性。

成株抗性基因Yr29最初在Pavon76 中發現，是第二個被命名的兼抗型成株抗性基因[50]，對條銹病、葉銹病和白粉病均具有一定的抗性[47,51]。在某些環境中，不同遺傳背景下Yr29的抗性水平顯著低于Yr18[52-53]，但其加性效應較好。本研究選用Yr29的CAPS 標記csLV46對供試材料進行檢測，發現50 份材料可能含有該基因，而4 份材料（CIM-24、CIM-25、CIM-11 和山農102）僅含有該基因，成株期均表現出穩定的抗性水平。李瑋等[54]利用Yr29的KASP 標記Lr46_JF2對來自世界各地的367 份小麥品種進行分子標記檢測，發現138 份材料含有該基因。本課題組前期遺傳研究顯示，由于該基因與稈銹病抗性基因Sr2存在顯著加性效應[55]。因此，現有CIMMYT 小麥高代系中90%以上材料攜帶Yr29。加快該基因克隆的步伐，開發功能標記將會極大提高中國小麥育種家對該基因的利用效率。

人工合成小麥是由四倍體或六倍體小麥與二倍體節節麥雜交產生的六倍體人工合成小麥，被認為拓寬普通小麥遺傳變異主要途徑之一[56]。但由于是新合成的異源六倍體，核型不穩定，非整倍體率高，即使連續自交十幾代仍然存在非整倍體的現象，使得人工合成小麥在育種應用中具有較大的限制[57]。目前，全球約86 個審定的小麥品種含有人工合成小麥背景，遍及全球20 個國家和地區，中國西南地區和印度推廣面積最大[58]。中國以川麥42（Syn-CD769/SW89–3243//Chuan6415）為代表的第一批人工合成小麥品種于2003 年被廣泛推廣和應用[59]。本研究153 份材料僅川麥604 含有人工合成小麥的背景，苗期和成株期均表現穩定的抗病性，經分子標記檢測，該材料聚合了Yr26+Yr17。目前，人工合成小麥的育種應用仍然有較大的潛力，在未來通過穩定核型篩選、高產抗病的人工合成小麥用于品種改良，將進一步突破現階段小麥種質資源狹窄的育種瓶頸。

4 結論

利用當前中國流行的條銹菌生理小種對來自于中國小麥主產區和CIMMYT 的153 份小麥品種（系）進行抗性評價，國內品種主要攜帶Yr9和Yr10抗性基因，而CIMMYT 品系則以攜帶Yr17和Yr29為主。苗期抗病基因和成株期抗病基因的聚合可顯著提高抗病性及持久性，中優9507、農大1193 和鄂麥9721可能含有新的成株抗性基因。國內材料抗性水平仍有較大提升空間，通過廣泛挖掘抗源，發掘新的抗病基因，充分利用現代生物技術手段快速培育具有持久抗性且農藝性狀優良的小麥新品種，有效控制小麥條銹病大流行。