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.

[1]	张均, 王海江, 张露, 宋鹏, 郭彬彬, 周爽, 马超. 小麦TaHsc70-2基因的克隆、生物信息学与表达分析[J]. 河南农业科学, 2026, 55(8): 32-41.
[2]	刘宇航, 史钰涵, 杨义婷, 李雪婷, 蒋梦鑫, 李佳怡, 李俊华, 桑世飞, 丰柳春, 王丽. 小麦种质资源苗期耐旱性综合评价及其生理调控机制[J]. 河南农业科学, 2026, 55(7): 1-10.
[3]	周荆航, 王增昊, 张磊, 张夏, 刘佳佳, 胡铁柱, 张大众. 不同硫族元素添加量、处理及预处理时长对镉胁迫下小麦幼苗镉吸收转运的影响[J]. 河南农业科学, 2026, 55(6): 1-10.
[4]	王俊美, 刘露露, 刘凯, 李亚红, 冯超红, 石瑞杰, 韩自行, 杜习军, 徐飞. 小麦丝氨酸/苏氨酸激酶对白粉菌和植物激素的分子响应[J]. 河南农业科学, 2026, 55(6): 81-91.
[5]	梁路, 尹坤, 张卫杰, 庄秋丽, 徐博涵, 田开月, 张东杰, 张东辉, 黄玉波. 砂姜黑土冬小麦蚯蚓粪施用量对后茬玉米干物质积累转运及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2026, 55(5): 43-52.
[6]	马旭辉, 张福彦, 赵婉, 王嘉欢, 程仲杰, 张中州, 李刘龙, 丁家村, 赵驰, 王涵丰, 陈晓杰. 小麦新品种豫同112高产稳产性及其遗传特性解析[J]. 河南农业科学, 2026, 55(4): 23-32.
[7]	张运红, 杨永辉, 张森森, 张泽立, 张水清, 高翠民, 何方, 韩伟锋, 张欢, 潘晓莹, 王柏寒. 不同土壤调理剂对酸化砂姜黑土质量及小麦生长和养分吸收的影响[J]. 河南农业科学, 2026, 55(4): 79-89.
[8]	陶华, 丁静丽, 任志杰, 和爱玲, 刘高远, 杜君. 减氮配施不同类型肥料对冬小麦产量和氮素利用的影响[J]. 河南农业科学, 2026, 55(2): 1-11.
[9]	张素瑜, 刘红杰, 任德超, 杨明达, 葛君, 赵敬领, 朱培培, 郑东方. 外源调节剂对小麦强、弱势粒灌浆及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(9): 23-33.
[10]	王皓东, 逯一方, 杨珊, 刘凤英, 王刚. 绿针假单胞菌gacS 基因对小麦全蚀病生防能力的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(9): 112-118.
[11]	马尚英, 夏婷婷, 韩鹏彬, 张梦姣, 毛应杰, 王志强, 辛泽毓, 林同保, 连延浩, 任永哲. 施氮量和施氮方式对宽窄行种植冬小麦氮素吸收利用、产量及土壤氮残留的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(8): 38-50.
[12]	刘星麟, 刘园, 杨凡, 刘布春, 韩锐. 基于机器学习算法的河南省县级冬小麦产量模拟研究[J]. 河南农业科学, 2025, 54(8): 167-180.
[13]	臧贺藏, 周萌, 王亚辉, 彭一龙, 赵晴, 张杰, 李国强. 基于改进YOLOv8n 的麦穗自动检测方法研究[J]. 河南农业科学, 2025, 54(7): 162-169.
[14]	王海洋, 靳海洋, 宋航, 潘秀燕, 闫雅倩, 杨习文, 曾昭海, 臧华栋, 郑念, 李向东, 贺德先. 不同茬口对冬小麦干物质积累和转运、氮素吸收利用及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2025, 54(6): 1-10.
[15]	李晓德, 柏心彤, 吴恩召, 吕春蕾, 陈树林, 殷贵鸿, 王道文, 张坤普. 小麦骨干亲本周8425B 衍生品种（系）春化和光周期基因的组成分析[J]. 河南农业科学, 2025, 54(5): 23-30.

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

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics