中国农业科学｜山西农业大学张晓军课题组：兼抗白粉病和条锈病的小麦-中间偃麦草7JS附加系CH71的分子细胞学鉴定

小麦是世界种植面积最大的主粮作物之一，但长期人工选择使小麦品种的遗传背景逐渐趋于单一，由此引起的遗传基础狭窄导致小麦抗病性减弱或丧失，育成品种抗病能力不断下降，阻碍小麦产量和品质提升。利用远缘杂交等遗传手段将近缘物种的优良基因导入小麦背景，创制新型小麦种质资源，可有效提高小麦遗传多样性。中间偃麦草是禾本科小麦族偃麦草属多年生草本植物，对小麦多种病害具有优良抗性，其基因组与小麦具有一定的同源性，能够与小麦远缘杂交创制异染色体系，作为小麦遗传改良的重要基因资源被广泛应用。

近期，山西农业大学农学院（作物科学研究所）张晓军课题组完成的题为“兼抗白粉病和条锈病的小麦-中间偃麦草7J^S附加系CH71的分子细胞学鉴定”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷16期正式发表。

该研究以普通小麦烟农999与小麦-中间偃麦草部分双二倍体TAI8047杂交BC₁F₆代选育的小麦新品系CH71为试验材料，利用Oligo-pSc119.2、Oligo-pTa535、Oligo-B11、Oligo-pDb12H等探针通过非变性荧光原位杂交（non-denaturing fluorescence in situ hybridization，ND-FISH）进行核型分析，明确CH71及其亲本的染色体组成；通过Synt探针的Oligo-FISH painting技术，鉴定CH71外源染色体同源群归属，并结合中间偃麦草特异STS标记进行PCR扩增验证；利用国内流行的白粉菌小种E09和条锈菌混合小种CYR32、CYR33、CYR34对CH71进行抗病性鉴定，并测定其株高、穗长、小穗数、千粒重、粒长、粒宽等农艺性状。

结果表明，小麦亲本烟农999含有21对小麦染色体；部分双二倍体亲本TAI8047含有58条染色体，包括21对小麦染色体和8对外源染色体；CH71含有44条染色体，包括21对小麦染色体和1对外源染色体J^S-1；利用Synt7探针对CH71进行Oligo-FISH painting鉴定，表明CH71附加的J^S-1染色体可能为中间偃麦草7J^S染色体。

TAI8047、烟农999和CH71的染色体核型鉴定

进一步利用中间偃麦草第7同源群的183对STS引物对CH71进行PCR扩增，筛选到12个可以同时在中间偃麦草、TAI8047和CH71中扩增出特异条带的STS标记，表明J^S-1为中间偃麦草7J^S染色体；

7J^S特异分子标记扩增及其在染色体上的遗传图谱

人工接种我国广泛流行的白粉菌小种E09和条锈菌混合小种CYR32、CYR33、CYR34，抗性鉴定表明，CH71中抗白粉病、免疫条锈病，遗传分析表明，其对白粉病和条锈病的抗性可能均来自中间偃麦草7J^S染色体；农艺性状调查表明，CH71的株高比小麦亲本烟农999增加24.0 cm、穗长增加3.44 cm、小穗数增加1.6个、粒长增加0.68 mm，但千粒重降低6.78%、粒宽减少2.70%。

CH71及其亲本的抗病性鉴定

CH71与亲本烟农999农艺性状比较

综上，新品系CH71为小麦-中间偃麦草7J^S异附加系，兼抗小麦白粉病和条锈病，可作为有价值的种质资源用于小麦抗病育种及外源抗病基因克隆；筛选到12个STS标记可为小麦背景下中间偃麦草7J^S染色体的快速鉴定提供便捷。

山西农业大学农学院张晓军研究员为该文通讯作者，张树伟为第一作者。

该研究获得山西省小麦育种联合攻关项目（NYGG26）、山西农业大学优秀博士启动项目（2024BQ49）、山西省自然科学基金（202103021224140）、山西农业大学农学院育种工程专项（YZ2021-0）的资助。

全文链接：

《兼抗白粉病和条锈病的小麦-中间偃麦草7JS附加系CH71的分子细胞学鉴定》

文献引用：

张树伟, 史文宇, 李冰洁, 常松鹤, 乔麟轶, 李欣, 常利芳, 陈芳, 郭慧娟, 畅志坚, 张晓军. 兼抗白粉病和条锈病的小麦-中间偃麦草7J^S附加系CH71的分子细胞学鉴定[J]. 中国农业科学, 2025, 58(16): 3304-3316.

ZHANG ShuWei, SHI WenYu, LI BingJie, CHANG SongHe, QIAO LinYi, LI Xin, CHANG LiFang, CHEN Fang, GUO HuiJuan, CHANG ZhiJian, ZHANG XiaoJun. Molecular Cytogenetic Characterization of Wheat-Thinopyrum intermedium 7J^SAddition Line CH71 with Resistance to Both Powdery Mildew and Stripe Rust[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(16): 3304-3316.