美国农业部-农业研究中心的实验室利用“堆积”技术来寻找对Ug99耐药性的新来源
“Ug99”是指1999年开始在非洲中部出现的一组高毒性茎锈病品种。从那时起，Ug99集团已扩展到南非，并向北扩展到埃塞俄比亚、也门和伊朗。专家预计，它将继续传播，并最终到达北美。全球小麦作物面临的威胁很高，因为Ug99能够击败几乎所有过去50年来用来保护小麦免受小麦茎锈病的古老抗性基因。
几年前，全球发起了一项寻找Ug99耐药性新来源的行动。作为美国农业部-农业研究所和堪萨斯州立大学小麦遗传和基因组资源中心(WGGRC)之间的合作项目，其中一些工作已经在堪萨斯曼哈顿完成。在某些情况下，在小麦近亲中发现了基因，这些基因很容易转移到适应性面包小麦品系中。在其他情况下，抗性基因来自遥远的小麦亲缘，并携带了一些额外的遗传包袱，降低产量或质量。作为回应，小麦细胞遗传学家已经通过缩短携带外来基因的染色体片段来移除多余的包袱。来自澳大利亚、美国法戈、北达科他州和堪萨斯州的细胞遗传学研究人员都贡献了宝贵的新的ug99抗性株系。我们现在有一组对Ug99具有良好抗性的基因。
我们从艰难的经历中学到的一件事是，单一的抗药基因在你释放它们后不会持续很长时间，因为病原体可以很容易地突变并一次克服一个基因。因此，我们的策略是释放携带不止一个基因的硬冬小麦品种。两个基因可能就足够了，但三个基因可能更持久。硬冬小麦遗传研究单位(HWWGRU)的研究人员正在与区域小麦育种家合作，将两个或更多新的抗茎锈病基因堆积到精英品种中。这些基因堆栈通常被称为金字塔。在过去，由于基因相互掩蔽，很难将三个基因组合在同一品种上。据我们肉眼观察，其中一个基因和三个基因几乎一样。幸运的是，新的抗性基因可以在我们的基因分型实验室中使用分子标记进行测试。我们现在可以确定哪些株系携带所需的基因金字塔，并只选择阳性株系进行进一步检测。
我们最喜欢的金字塔基因是Sr22来自小麦亲缘小麦属植物monococcum，Sr26从Thinopyrum ponticum,Sr35从t . monococcum．这三个基因都对Ug99有效，而且被认为对产量或质量几乎或没有有害影响。此外，我们计划包括Lr34在金字塔。Lr34是一种抗叶锈病的慢锈基因，已经持续了50多年。最近，它也被证明对茎锈病有效。由此形成的金字塔几乎不受Ug99群的影响，并且可以持续很多年。与此同时，我们将继续增加新的抗性基因。
更多信息，请联系Robert Bowden博士(785)532-2368，Robert.Bowden@ars.usda.gov．
