小麦品系天05156-1-1-2-1-2-1抗叶锈病基因的初步定位

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.08.003

河南农业科学 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (8): 22-31.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.08.003

小麦品系天05156-1-1-2-1-2-1抗叶锈病基因的初步定位

王新锐¹，白斌²，王金硕¹，高璞¹，王新海¹，刘祎然¹，王涵冰¹，李在峰¹，董海焦³，张培培¹

（1.河北农业大学植物保护学院，河北保定 071001；2.甘肃省农业科学院小麦研究所，甘肃兰州 730070；3.河北农业大学华北作物改良与调控国家重点实验室，河北保定 071001）

收稿日期:2026-01-27 接受日期:2026-03-19 出版日期:2026-08-15 发布日期:2026-08-25
通讯作者: 张培培，副教授，博士，主要从事小麦抗病遗传研究。E-mail：zhangpeijiayouba@163.com。董海焦同为通信作者
作者简介:王新锐，在读硕士研究生，研究方向：小麦抗病遗传。E-mail：1819641690@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（32372111）；河北省高等学校科学研究项目（BJ2025101）；河北省省属高校基本科研业务费研究项目（KY2025029）

Preliminary Mapping of Leaf Rust Resistance Genes in Wheat Line Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1

Wang Xinrui¹，Bai Bin²，Wang Jinshuo¹，Gao Pu¹，Wang Xinhai¹，Liu Yiran¹，Wang Hanbing¹，Li Zaifeng¹，Dong Haijiao³，Zhang Peipei¹

（1.College of Plant Protection，Hebei Agricultural University，Baoding 071001，China;2.Wheat Research Institute，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou 730070，China；3.State Key Laboratory of North China Crop Improvement and Regulation，Hebei Agricultural University，Baoding 071001，China）

Received:2026-01-27 Accepted:2026-03-19 Published:2026-08-15 Online:2026-08-25

摘要/Abstract

摘要： 经前期苗期抗叶锈病鉴定，小麦品系天05156-1-1-2-1-2-1对我国多数叶锈菌生理小种表现为抗病。为了确定这个品系所携带的抗病基因，以天05156-1-1-2-1-2-1和感病小麦品种郑州5389杂交获得的F₁和F₂群体为试验材料，用叶锈菌生理小种THSN对双亲及其F₁和F₂进行抗叶锈病鉴定，选择5抗5感单株送公司进行16K SNP芯片分析，挖掘在抗感小群体间表现多态性的SNP（单核苷酸多态性）位点；根据差异SNP所在染色体设计KASP标记，并利用KASP标记和已知SSR标记对亲本及F₂群体进行检测，获得群体基因型；结合表型及基因型对天05156-1-1-2-1-2-1中的抗叶锈病基因进行初步定位；根据中国春参考基因组（IWGSC RefSeq V2.1）序列分析定位区段内的候选基因。结果表明，天05156-1-1-2-1-2-1在苗期表现高抗（侵染型IT=1），郑州5389表现高感（IT=4），10株F₁都表现为抗病（IT≤2），200个F₂单株中鉴定出146个抗病单株（IT≤2）、53个感病单株（IT≥3）。经卡方检测抗感单株数符合3∶1分离比例（χ²_3∶1=0.284，p>0.05），推测天05156-1-1-2-1-2-1中含有1个显性主效抗叶锈病基因，并将其命名为LrGW。通过16K SNP液相芯片检测抗感小群体获得位于1B染色体上的281个SNP位点，其于抗感小群体中表现为0交换，推断该基因可能位于1B染色体上。基于中国春参考基因组并结合差异SNP位点开发了31个KASP标记，5个标记在亲本间表现良好多态性，分别为Zbh1B27、Zbh1B28、Zbh1B30、Zbh1B43、Zbh1B44；此外，已知SSR标记Xbarc8在双亲中也顺利分型。利用Xbarc8和5个KASP标记检测F₂群体，构建遗传连锁图谱，将LrGW基因定位于1B染色体Zbh1B28与Zbh1B30之间，遗传距离分别为0.4 cM和1.1 cM，对应中国春参考基因组物理区间285.7—306.2Mb。对候选区段内的注释基因进行分析，4 个与抗病相关的激酶基因可能是LrGW的候选基因，分别为TraesCS1B02G164400、TraesCS1B02G167400、TraesCS1B02G167500、TraesCS1B02G167700。

关键词: 小麦, 叶锈病, 抗叶锈病基因, KASP标记, SSR标记, 基因定位

Abstract: According to the previous identification result of resistance to leaf rust at seedling stage，the wheat line Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1 currently exhibited resistance to most physiological races of leaf rust in China.To identify the leaf rust resistance genes carried by this line，Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1 was crossed with the susceptible wheat variety Zhengzhou 5389 to obtain F1 and F2 generations.The leaf rust resistance of the parents and their hybrids was evaluated using THSN，five resistant and five susceptible individual plants were sent to a company for 16K SNP chip analysis，single nucleotide polymorphism（SNP）loci that exhibited polymorphism between the resistant and susceptible small populations were identified.Based on the chromosomes where the differential SNPs were located，KASP markers were designed，KASP markers and known SSR markers were used to detect the parents and F2 populations，and the genotypes of the population were obtained. The leaf rust resistance genes in Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1 were mapped by combining phenotype and genotype data. Candidate genes within the mapping region were identified based on the Chinese Spring reference genome（IWGSC RefSeq V2.1） sequence.The results showed that Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1 exhibited high resistance ［infection type（IT）=1］，while Zhengzhou 5389 demonstrated high susceptibility（IT=4）at seedling stage. All 10 F1 plants displayed resistance（IT≤2）. Among the 200 F₂ individual plants，146 plants were resistant（IT≤2），and 53 plants were susceptible（IT≥3）.Chi‐square test revealed that the number of resistant and susceptible single plants conformed to 3∶1 segregation ratio（χ^²_3∶1=0.284，p>0.05）. It was inferred that Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1 might contain a dominant major gene conferring resistance to leaf rust，and it was designated as LrGW. By using a 16K SNP liquid‐phase chip to detect resistant and susceptible bulks，281 SNPs located on chromosome 1B showed no recombination events in the bulks，indicating that LrGW was likely located on chromosome 1B. Thirty‐one KASP markers were developed based on Chinese Spring reference genome and different SNP loci，and five markers showed good polymorphisms between resistant and susceptible parents，including Zbh1B27，Zbh1B28，Zbh1B30，Zbh1B43，and Zbh1B44. In addition，one known SSR Xbarc8 showed good polymorphism between two parents.Xbarc8 and five KASP markers were used to test the F₂ population，and LrGW was mapped to chromosome 1B between Zbh1B28 and Zbh1B30，with the genetic distances of 0.4 cM and 1.1 cM，respectively，corresponding to the physical interval of 285.7—306.2 Mb in the Chinese Spring reference genome.Analysis of annotated genes within the candidate regions revealed that four kinase genes，including TraesCS1B02G164400，TraesCS1B02G167400，TraesCS1B02G167500，and TraesCS1B02G167700，were potential candidates for LrGW.

Key words: Wheat, Leaf rust, Leaf rust resistance gene, KASP marker, SSR marker, Gene mapping

中图分类号:

S512

王新锐, 白斌, 王金硕, 高璞, 王新海, 刘祎然, 王涵冰, 李在峰, 董海焦, 张培培. 小麦品系天05156-1-1-2-1-2-1抗叶锈病基因的初步定位[J]. 河南农业科学, 2026, 55(8): 22-31.

Wang Xinrui, Bai Bin, Wang Jinshuo, Gao Pu, Wang Xinhai, Liu Yiran, Wang Hanbing, Li Zaifeng, Dong Haijiao, Zhang Peipei. Preliminary Mapping of Leaf Rust Resistance Genes in Wheat Line Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2026, 55(8): 22-31.

图/表 8

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小麦品系天05156-1-1-2-1-2-1抗叶锈病基因的初步定位

Preliminary Mapping of Leaf Rust Resistance Genes in Wheat Line Tian 05156‐1‐1‐2‐1‐2‐1

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