1293份小麦品种（系）1RS／1BL易位和抗条锈病基因Yr41的分子检测

宫文萍，韩冉，任天恒，王灿国，杨在东，闫美，罗培高，刘爱峰，李豪圣，刘成，刘建军

（1.山东省农业科学院作物研究所／农业农村部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室／小麦玉米国家工程实验室，山东济南 250100；2.四川农业大学农学院，四川成都 611130；3.山东鲁研农业良种有限公司，山东济南 250100）

小麦是世界上35%～40%人口的主食［1］，中国是全球最大的小麦消费国。由条形柄锈菌（Puccinia striiformis f.sp.tritici）引起的条锈病具有流行性强、范围广和危害大等特点，严重影响小麦生产，一般导致0.5%～1.0%的产量损失，大流行可导致5%～25%的产量损失［2］。目前，小麦条锈病的防治主要靠喷施农药或种植抗病品种两种方法。然而，农药的使用不仅增加成本而且污染环境［3］。因此，明确小麦主栽和后备品种的抗条锈病基因，选育和推广抗病小麦品种是最为有效、绿色环保和经济的方法［4］。

小麦-黑麦1RS／1BL易位系及其衍生品系抗多种小麦病害，在小麦育种中发挥了重要作用［5］。随着矮孟牛、周 8425B和石 4185等含1RS／1BL易位系种质资源的创制和大量利用、黑麦1RS染色体上的Yr9和Pm8等基因逐渐丧失抗性以及时间的推移，该易位系在中国小麦中的携带比例经历了如同抛物线一般不断上升和缓慢下降的趋势［5-10］，最高时曾达到70%［5，9，10］。1RS／1BL易位系被大量使用的原因不仅是因为它的抗性好，还因为其具有较好的丰产性和适应性。然而，黑麦1RS染色体上含有黑麦碱基因，对小麦品质具有负效应［11］。因此，了解更多小麦品种（系）中1RS／1BL的分布情况，对小麦高产、抗病及品质育种都有重要意义。

分子标记辅助育种是小麦抗病育种的重要手段［12］。曹世勤［13］、杨文雄［14］和王欣［15］等分别利用分子标记对我国小麦品种（系）是否含1BL／1RS易位系及其所含的抗条锈基因进行分析，证实了其重要应用价值。以川农19为载体的抗条锈病基因Yr41是一个定位在小麦2BS染色体上的显性抗病新基因［16，17］，已连续为我国小麦育种提供抗性20年，以其为抗源培育的小麦新品种在西南麦区大面积推广应用，做出了突出贡献。张紫晋［18］采用比较基因组分析和BSA-RNA-Seq方法开发分子标记，绘制了Yr41基因的精细连锁遗传图。但目前Yr41在我国小麦品种（系）中的分布情况却鲜有报道。本研究利用1RS／1BL易位系和Yr41基因特异分子标记分别对1 293份小麦品种（系）进行了检测，以明确二者在我国小麦中的分布情况，为育种亲本的选配提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试1 293份不同小麦品种（系）中，502份由山东省农业科学研究院作物研究所小麦遗传育种室收集，108份由德州市农业科学院刘鹏研究员提供，21份由电子科技大学杨足君教授提供，42份和32份分别由四川省农业科学院杨恩年研究员和李俊研究员提供，17份由四川农业大学宁顺宗教授提供，9份由江苏省农业科学院吴纪忠研究员提供，15份由南京农业大学张守忠教授提供，68份由河北农业大学闫红飞教授提供，220、79份和39份分别由山西省农业科学院郑军研究员、闫金龙研究员和李欣研究员提供，132份由河南省农业科学院王永霞研究员提供，9份由西北农林科技大学胡银岗教授提供。

1.2 试验方法

1.2.1 DNA提取 供试材料基因组总DNA提取参照文献［8］进行。

相比对照，引物BE446068可以在含Yr41的材料中扩增出约250 bp的多态性条带［11］。本研究利用BE446068对供试材料进行扩增，结果发现，淮麦40、漯抗1号和山农711等64份材料能扩增出长度约为250 bp的Yr41共分离分子标记，因此，这64份材料含有Yr41。部分材料的扩增结果如图2所示。

筛选出的这542份材料主要分布于河南、河北和山东等14个省市。其中来自于安徽、北京、甘肃、河南、河北、黑龙江、湖北、江苏、山东、山西、陕西、四川、天津和重庆的材料数分别为7、47、11、152、119、2、1、19、102、52、7、20、2份和1份，分别占筛选出542份材料的1.29%、8.67%、2.03%、28.04%、21.96%、0.37%、0.18%、3.51%、18.82%、9.59%、1.29%、3.69%、0.37%和 0.18%。

能扩增出Yr41共分离分子标记的这64份材料来自于安徽、河南和山东等9个省市（表1），其中，来自于安徽、北京、甘肃、河北、河南、山东、山西、四川和重庆的材料数分别为 3、4、4、2、20、9、7、13份和2份，分别占被检测出64份材料的4.69%、6.25%、6.25%、3.13%、31.25%、14.06%、10.94%、20.31%和 3.13%。

2 结果与分析

2.1 小麦-黑麦1RS／1BL易位的分子检测

相比对照，ω-sec-p3／ω-sec-p4可以在含小麦-黑麦1RS／1BL易位系的材料中扩增出一条长度约为720 bp的特异条带［17］。利用该引物对1 293份供试材料进行PCR扩增，结果发现，藁优139、邯3475和农大3636等542份材料能扩增出长度约为720 bp的特异条带，即这542份材料含有1RS／1BL易位系，占参试材料的41.92%。部分材料的扩增结果如图1所示。

PCR反应体系为15μL，含2×Taq Mix（北京全式金生物技术有限公司）7μL，上下游引物各1 μL，模 板 DNA 2 μL，ddH2O 4 μL。 引 物BE446068的PCR扩增程序：94℃预变性3 min；94℃变性 45 s，56℃退火 30 s，72℃延伸 90 s，35个循环；最后72℃延伸5 min。引物ω-sec-p3／ω-sec-p4的PCR扩增程序：94℃预变性3 min；94℃变性 45 s，60℃退火 1 min，72℃延伸 90 s，35个循环；最后72℃延伸7 min。PCR产物在2%的琼脂糖凝胶中电泳，电泳后凝胶用Bio-Rad Gel Doc紫外凝胶成像仪扫描照相。

图1 部分供试小麦品种（系）1RS／1BL易位的分子检测

2.2 抗条锈病基因Yr41的分子检测

1.2.2 PCR扩增及电泳 利用文献报道的与Yr41共分离分子标记 BE446068［18］和 1RS／1BL易位系特异分子标记ω-sec-p3／ω-sec-p4［19］分别对供试材料进行检测，其中，两对特异引物序列（5′→3′）分别为：BE446068-F：ATGGCTTGGTTTCCCTTTTT，BE446068-R：TATCAAGCTCGCTCGGCTAA，ω-sec-p3／ω-sec-p4-F：CCTTCCTCATCTTTGTCCTC，ω-sec-p3／ω-secp4-R：GCTCTGGTCTCTGGGGTTGT。

为了化解产能过剩，研究产能过剩及其影响因素，需要准确地测度产能过剩，对产能过剩现状进行准确地把握。为了分析产能过剩的形成原因，得出影响产能过剩的因素，本文对产能过剩测度方法、产能过剩产生原因两个方面的文献进行了研究梳理。

表1 能扩增出Yr41基因特异分子标记的材料

图2 部分供试小麦品种（系）Yr41基因的分子检测

3 讨论与结论

因为数据实现互联互通，医生在诊间就可以给患者进行部分项目的预约，患者缴费确认后按时检查即可，不用在门诊结束后绕道门诊三楼中心预约。

小麦-黑麦1BL／1RS易位系具有丰产和抗病等特性，在小麦育种中广泛应用。据报道，20世纪80年代，我国主栽小麦品种近40%含有该易位系［5］；20世纪90年代，我国有70%左右的小麦品种含有该易位系［9，10］；到 21世纪初，该易位系在中国小麦中的比例下降到 45%左右［6，11，20］。然而当前，该易位系在我国小麦中的比例情况尚未可知。基于此，本试验利用分子标记对来自全国各地的1 293份小麦品种（系）进行了检测，发现携带该易位系的材料有542份，占参试材料的41.92%，表明1BL／1RS易位系在育成品种（系）中分布频率仍然较高，尤其是河南、河北和山东三个小麦主产区。近期的研究发现，在黑麦Yr9等抗病基因抗性丧失的情况下，不同黑麦来源的1BL／1RS易位系因含有不同的抗病等位基因，对小麦条锈病还具有良好抗性［21，22］。因此，在今后育种中，育种者们应先摸清所用1BL／1RS易位系的主要特点再使用。然而，对少数几个含该易位系的抗病骨干种质的使用比例过高将造成小麦同质化严重，在新致病小种爆发下可能对小麦生产造成重大损失［23］。

1BL／1RS易位系上含有黑麦碱基因对小麦品质具有负效应，加上被替换的1BS上编码低分子谷蛋白亚基基因的丢失，绝大多数1BL／1RS品种的面团弹性等品质指标都较差［5，11］。王晓军等［7］对黄淮麦区211份小麦品种（系）进行1BL／1RS易位检测，发现优质强筋小麦郑麦9023、周优102和济南17等品种均不含该易位系。周阳等［5］对我国的179份小麦品种进行1BL／1RS易位检测，发现绝大部分优质强筋品种都不含1BL／1RS易位系，少数表现为中筋，极个别品种表现为强筋。本研究发现，除周麦24、藁优5766和徐麦1108三份优质强筋材料含1BL／1RS易位系，其余优质强筋小麦均不含1BL／1RS易位系，这与上述研究的结论类似。本研究发现的这3份含1BL／1RS易位系的优质品种（系）可以作为特殊资源用于小麦高产优质育种以及1BL／1RS小麦品种品质调控机理研究。

NASICON 型固体电解质材料的结构通式：Na1+xZr2Si2-xPxO12(0≤x≤3)，Yue等[46]提出通过Si取代p，同时在此引入Na以使NASICON型固体电解质材料达到平衡。当x=2时，电导率达到最优值，从而比较纯的NASICON的室温离子电导率约为 67 mS·m-1，除了具有较高的离子电导率之外，NASICON型固体电解质具有较低的热膨胀性。

2.形象诊断式教学。形象诊断式教学是指在教学过程中，对着装、仪容、表情、体态、举止等内容学习后，教师现场组织形象诊断活动，包括自我诊断、相互诊断、集体诊断。其中相互诊断、集体诊断后，教师要对学生进行点评，通过学生对所学礼仪规范的掌握，进行诊查判断。最终达到学生对警察礼仪理论知识的掌握。这种方法适合在一个完整章节完成之后进行。

Luo等［17］利用F2抗感分离群体对川农19的条锈抗性进行遗传分析，发现其抗性受一对位于2BS染色体上的被暂命名的显性基因YrCN19控制。其后，又利用系谱追踪、单菌系接种抗性鉴定和等位性测试等方法，研究了YrCN19与2BS上已报道的抗条锈病基因Yr27、Yr31、YrSp和YrV23的关系，认为YrCN19与上述已知基因不同，是一个新的基因座，被国际小麦基因命名委员会命名为Yr41［16］，这是第一个由中国学者从自主培育品种中独立发现并被正式命名的小麦抗条锈病基因。利用该基因培育的川农19、川农26和川农27等抗条锈小麦新品种在西南麦区推广面积近467万公顷。然而当前，该基因在我国小麦中的分布情况仍不清楚，限制了其在不同麦区的开发利用。本研究利用分子标记对供试1 293份小麦品种（系）进行了检测，发现有64份材料含有该基因，仅占参试材料的4.95%，表明Yr41基因在目前我国育成的小麦品种（系）中的分布频率很低，下一步应加强对该基因的利用。