[发明专利]小麦中对锈病的抗性

说明书

发明领域

本发明涉及对叶锈病和/或条锈病抗性的小麦植物并且涉及用于产生 其的手段和方法。

发明背景

叶锈病(由真菌小麦叶锈菌(Pucciniatriticinatritici)引起的)和条(黄)锈 病(由小麦条锈菌(Pucciniastriiformistritici)引起的)是主要的小麦疾病。叶 锈病和条锈病每年引起巨大的产量损失。在过去的几年，在澳大利亚、中 国、巴基斯坦、中亚和西亚、中东(叙利亚和土耳其)、印度和美国报告了 条锈病爆发，指示病原菌的毒力改变(WellingsCR等人,2012.CAB International,第63-83页)。还示出的是，新的条锈病菌株开始适应更高的 接种温度，这可以对病原菌的有害传播做出解释(MilusEA等人,2006. PlantDisease,90:847-852)。

沙融山羊草(Sharongoatgrass)(沙融山羊草(Aegilopssharonensis Eig))(AES)是小麦的野生二倍体(基因组S^shS^sh；2n＝14)亲缘植物(relative)。 它原产于以色列和南黎巴嫩的海岸平原，在稳定化的沙丘上生长。由 Olivera等人(OliveraP.D.等人2007.PlantDisease91:942-950)，对在以色 列收集的沙融山羊草品系的代表性样品完成的工作和来自谷物作物改进 研究所(InstituteforCerealCropsImprovement)(ICCI，以色列)(AniksterY. 等人2005.PlantDisease89:303-308)的数据揭示，许多登记物(accession)对 以叶锈病病原菌或条锈病病原菌的接种是高度抗性的。在ICCI，1800个 新收集的AES登记物的最近评价确证这些物种中对这些疾病是高频率的 抗性的。在许多这些品系中的遗传分析(OliveraP.D.等人.2008. Phytopathology98:353-358)说明抗性基因的单基因遗传。

尽管沙融山羊草S^sh基因组与四倍体小麦和六倍体小麦的B基因组紧 密相关，然而两个基因组不能被认为是同源的。因此与从具有同源基因组 的供体物种转移相比，从沙融山羊草的基因转移可能是更难的。技术问题 (例如，开花的时间、花药开裂的时间)以及与小麦的固有的低的可交配性 (crossability)导致非常低的杂交结实率(hybridseedset)。其后，配对和染色 体区段交换是稀少的。

已经利用不同的方法将来自野生亲缘植物的基因转移至小麦(例如， FeldmanM.1983.ActaBiol.Yugoslav.Genet.15:145-161；MilletE.2007.Isr. J.PlantSci.55:277–287；MilletE等人,2007.CABInternationalpp.554-563.； QiL等人,2007.Chrom.Res.15:3-19；KilianB等人,2011.Aegilops.InWild CropRelatives:GenomicandBreedingResources,Cereals.由C.Kole Springer-Verlag,BerlinHeidelberg编辑,第1-76页)，其中许多包括通过种 间杂交的染色体复制和Ph基因的突变体的使用产生双倍体，Ph基因的突 变体抑制同源配对，并且特别地ph1b等位基因允许这样的配对。

此外，沙融山羊草具有杀配子(Gc)基因(MaanSS.1975.CropSci. 15:287–292；EndoTR.1985.Jpn.J.Genet.60:125–135)。仅几个AES登记 物已经在遗传研究中被使用，但其全部示出杀配子效应，如未能获得全纯 的系列的AES的添加品系所反映的。染色体4S^sh一直被包含在育种后代中 的发现(ZhangH.等人2001.Theor.Appl.Genet103:518-525)，支持以下论 点：Gc基因引起其主染色体(hostingchromosome)的优先传递。其在植物中 的存在伴随着不携带Gc基因的配子的染色体断裂，最终导致半不育穗型 (semi-sterilespike)。