CN105592694A - 小麦中对锈病的抗性 - Google Patents

小麦中对锈病的抗性 Download PDF

Info

Publication number
CN105592694A
CN105592694A CN201480049796.8A CN201480049796A CN105592694A CN 105592694 A CN105592694 A CN 105592694A CN 201480049796 A CN201480049796 A CN 201480049796A CN 105592694 A CN105592694 A CN 105592694A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheat
chromosome
resistance
rust
goatweed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480049796.8A
Other languages
English (en)
Inventor
埃坦·米列特
雅各布·马尼斯特斯基
普尼纳·本-耶胡达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benemilk Oy
Technology Innovation Momentum Fund Israel LP
Original Assignee
Technology Innovation Momentum Fund Israel LP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technology Innovation Momentum Fund Israel LP filed Critical Technology Innovation Momentum Fund Israel LP
Publication of CN105592694A publication Critical patent/CN105592694A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8282—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/04—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection
    • A01H1/045—Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection using molecular markers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/13—Plant traits

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Physiology (AREA)

Abstract

本发明提供对由真菌柄锈菌属(Puccinia)的菌株引起的叶锈病和/或条锈病是抗性的小麦栽培品种以及用于产生其的手段和方法。具体地，本发明提供包含沙融山羊草(Ae.sharonensis)的染色体区段的小麦栽培品种，所述染色体区段赋予、增强、或以其他方式有助于小麦植物对叶锈病和/或条锈病的抗性。

Description

小麦中对锈病的抗性
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.CABInternational,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(AegilopssharonensisEig))(AES)是小麦的野生二倍体(基因组SshSsh；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Ssh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.InWildCropRelatives:GenomicandBreedingResources,Cereals.由C.KoleSpringer-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4Ssh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)。
为了避免此杀配子效应，可以使用“抗杀配子”小麦突变体(Gc2突变；FriebeB.等人2003.Chromosoma111:509-517)，其赋予正常染色体分离，而不是携带杀配子基因的染色体的优先的传递。
尽管其对不同小麦疾病是高抗性的，然而沙融山羊草一直难以被开发以改进小麦。Marais等人(MaraisGF等人,2003.SAfrJPlantSoil20:193-198)已经鉴定沙融山羊草中可能有用的抗性基因，所述抗性基因被基因渗入(introgress)在小麦常染色体中。在另外的研究中，将叶锈病抗性基因和条锈病抗性基因(称为Lr56/Yr38)从沙融山羊草转移至常见小麦的染色体6A中(MaraisGF等人2006.Euphytica149:373-380)。转位破坏在小麦染色体6A的长臂的区域内发生。发现Lr56/Yr38转位染色体是最有效的沙融山羊草染色体，其长臂的末端区段被小麦6AL染色体的对应区段替换。在降低转移的染色质的量的尝试中，他们在部分同源配对抑制基因Ph1的不存在下使用重组并且获得携带Lr56/Yr38连锁基因的插入的亚端粒小基因渗入(sub-telomericsmallintrogression)(MaraisGF等人,2010.Euphytica171:15-22)。
公认的是，使用抗性品种是控制叶锈病和条锈病最有效且最经济的方式。然而，通过许多当前已知的基因赋予的抗性已经被病原性真菌克服。此外，携带抗性基因的品系在其农业性状中常是差的。
国际(PCT)专利申请公布第WO1995/029238号和第WO1999/045118号公开了赋予或以其他方式有助于植物中的抗病性，例如抵抗锈病和霉病的遗传序列。该申请提供了能够产生抗病性植物，特别是抗病性作物品种的携带主题遗传序列的转基因植物。
国际(PCT)专利申请公布第WO2013/082335号涉及新的抗病性作物以及产生新的抗病性作物的方法。具体地，该申请公开了包含来自小麦有关的草(中间偃麦草(Thinopyrumintermedium)和长穗偃麦草(Th.Ponticum))的四个高度有效的抗病性基因Lr19、Sr25、Bdv3以及Qfhs.pur-7EL(全部在小麦染色体7D的长臂上)的小麦遗传品系。预计这些基因在小麦遗传品系中保持结合，导致对黄矮病毒(yellowdwarfvirus)、赤霉病(fusariumheadblight)、茎锈病、以及叶锈病具有降低的易感性的小麦遗传品系。
对于具有对叶锈病和条锈病抗性的商业上农业小麦栽培品种存在公认的需求且其是高度有益的。
发明概述
本发明提供了对引起叶锈病和/或条锈病的高度毒性形式的柄锈菌属(Puccinia)真菌的抗性的小麦植物。具体地，本发明提供了高度适于农业商业用途的抗性小麦栽培品种。
本发明部分地基于预料不到的发现：沙融山羊草染色体的最小区段基因渗入小麦染色体6B的中心区内，赋予对叶锈病和/或条锈病的高抗性，同时不损害小麦种质的农艺性状，包括当基因渗入进入优良小麦种质(elitewheatgermplasm)时。不希望被任何特定的理论或作用机制所束缚，此现象可以归因于沙融山羊草的迄今未知的基因座的基因渗入，该基因座携带赋予对病原性真菌叶锈菌和条锈菌中的至少一种的抗性的基因。
因此，根据一方面，本发明提供适于商业生长的小麦栽培品种，所述小麦栽培品种含有包含沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件，其中区段赋予或增强小麦栽培品种对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性。
根据一些实施方案，遗传元件由沙融山羊草染色体6Ssh的抗性赋予区段或抗性增强区段组成。
根据某些示例性实施方案，抗性赋予区段与位于短臂端粒(距离为0)和120cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物缔合。根据其他示例性实施方案，至少一个标志物位于短臂端粒(距离为0)和71cM之间。根据一些实施方案，标志物位于选自由在位置0和位置16.4cM之间和在位置30cM和位置71cM之间组成的组的位置处。
根据又另外的实施方案，沙融山羊草染色体6Ssh的区段赋予对叶锈病的抗性并且标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt948067(映射在38.9cM)、Pt0910(映射在41.5cM)及其任何组合组成的组。根据另外的实施方案，沙融山羊草染色体6Ssh的区段赋予对条锈病的抗性并且标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)、aePt948252(62.1cM)、aePt948565和aePt947177(66.5cM)、aePt949079(86.8cM)及其任何组合组成的组。
根据另外的实施方案，沙融山羊草染色体6Ssh的区段赋予对叶锈病和条锈病的抗性并且标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)及其任何组合组成的组。
根据某些实施方案，包括沙融山羊草染色体区段的遗传元件被并入在小麦栽培品种的染色体6B中。根据另外的实施方案，沙融山羊草染色体区段位于小麦栽培品种染色体6B的中心部分中。
根据某些示例性实施方案，沙融山羊草染色体区段赋予或增强对叶锈病以及对条锈病的抗性。
本发明的小麦植物是适于商业生长的栽培品种，但不限于特定的物种、株系或品种。根据某些示例性实施方案，包括从沙融山羊草染色体衍生的遗传元件的小麦栽培品种是选自由圆锥小麦(Triticumturgidum)和普通小麦(Triticumaestivum)组成的组的物种。
根据某些实施方案，小麦植物是对包含沙融山羊草染色体区段的染色体6B纯合的近交植物。根据其他实施方案，小麦植物是包含天然小麦染色体6B和包含沙融山羊草染色体的区段的染色体6B的杂交的杂合植物。
根据某些实施方案，包含沙融山羊草染色体6Ssh区段的小麦栽培品种对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病是抗性的。根据某些示例性实施方案，小麦栽培品种对叶锈病以及对条锈病是抗性的。
根据一些实施方案，小麦栽培品种包含功能性部分同源配对抑制基因Ph1。应明确地理解的是，小麦缺乏ph1突变等位基因。
根据另外的实施方案，小麦栽培品种缺乏沙融山羊草杀配子Gc2基因和/或其突变体。
根据某些实施方案，锈病由真菌柄锈菌属的物种引起。根据某些示例性实施方案，叶锈病由叶锈菌引起。根据某些典型的实施方案，叶锈病由小麦叶锈菌引起。根据其他示例性实施方案，条锈病由条锈菌引起。根据某些典型的实施方案，条锈病由小麦条锈菌引起。
根据某些实施方案，相比于缺少引入的染色体区段的对应的栽培品种，包含包括沙融山羊草染色体区段的遗传元件的小麦植物栽培品种具有等效的农艺性状。根据某些实施方案，农艺性状选自但不限于生长速率、产量、对非生物胁迫(abioticstress)的抗性以及对除了柄锈菌属之外的病原菌的抗性。根据某些示例性实施方案，小麦栽培品种是优良栽培品种。
应明确地理解的是，本发明的小麦栽培品种是可育的。种子和可以用于繁殖的任何其他植物部分(包括分离的细胞和组织培养物)也涵盖在本发明的范围内。应理解的是，从所述种子或其他繁殖材料产生的植物包括赋予或增强对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性的沙融山羊草6Ssh染色体区段。
本发明公开了沙融山羊草6Ssh染色体的迄今未知的特定的区段，其与对由真菌柄锈菌属引起的叶锈病和/或条锈病的抗性相关。叶锈病抗性赋予区段与选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt940867(38.9cM)、Pt0910(41.5cM)及其任何组合组成的组的沙融山羊草DNA标志物缔合。条锈病抗性赋予区段与选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)、aePt948252(62.1cM)、aePt948565和aePt947177(66.5cM)、aePt949079(86.8cM)及其任何组合组成的组的沙融山羊草DNA标志物缔合。
根据另一方面，本发明提供分离的多核苷酸，其包含赋予对叶锈病、条锈病或其组合中的至少一种的抗性的核酸序列，其中所述核酸序列从沙融山羊草染色体6Ssh的区段衍生。
根据一些实施方案，多核苷酸包含赋予对叶锈病的抗性的核酸序列。根据这些实施方案，多核苷酸含有包含选自由aePt947170、aePt948067以及tPt0910组成的组的至少一个标志物的序列。
根据其他实施方案，多核苷酸包含赋予对条锈病的抗性的核酸序列。根据这些实施方案，多核苷酸含有包含选自由aePt947170、tPt0910、aePt948252、aePt948565、aePt947177以及aePt949079组成的组的至少一个标志物的序列。
根据另外的实施方案，多核苷酸包含赋予对叶锈病和条锈病的抗性的核酸序列。根据这些实施方案，多核苷酸含有包含标志物aePt947170以及tPt0910的序列。
根据又另外的方面，本发明提供用于产生对至少一种锈病抗性的小麦栽培品种的方法，该方法包括将包括沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件引入对该病易感的小麦栽培品种中，其中所述区段包含赋予对叶锈病、条锈病或其组合中的至少一种的抗性的至少一个基因座，从而产生对所述至少一种锈病抗性的小麦栽培品种。
根据某些实施方案，小麦栽培品种适于商业生长。
根据一些实施方案，遗传元件由沙融山羊草的抗性赋予区段组成。
根据某些示例性实施方案，抗性赋予区段与位于短臂端粒(距离为0)和120cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物缔合。根据其他示例性实施方案，至少一个标志物位于短臂端粒(距离为0)和71cM之间。根据一些实施方案，标志物位于选自由在位置0和位置16.4cM之间和在位置30cM和位置71cM之间组成的组的位置处。
根据另外的实施方案，遗传元件含有包含选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)及其组合组成的组的沙融山羊草DNA标志物。
根据又另外的实施方案，遗传元件赋予对叶锈病的抗性并且DNA标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt948067(38.9cM)、Pt0910(41.5cM)及其任何组合组成的组。根据另外的实施方案，遗传元件赋予对条锈病的抗性并且DNA标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)、aePt948252(62.1cM)、aePt948565和aePt947177(66.5cM)、aePt949079(86.8cM)及其任何组合组成的组。
根据某些实施方案，遗传元件被引入易感的小麦栽培品种的染色体6B中。根据某些示例性实施方案，遗传元件被引入小麦染色体6B的中心部分中。
本领域技术人员已知的任何方法可以被用以将沙融山羊草染色体6Ssh区段或其抗性赋予部分或抗性赋予多核苷酸引入易感的小麦栽培品种。
根据某些示例性实施方案，遗传元件通过基因渗入被引入。
根据某些实施方案，锈病选自由分别由真菌叶锈菌和条锈菌引起的叶锈病和条锈病组成的组。根据某些示例性实施方案，叶锈病由小麦叶锈菌引起。根据其他示例性实施方案，条锈病由小麦条锈菌引起。
根据某些实施方案，选择对锈病抗性的植物通过用各自的真菌接种该植物并且表型地选择抗性植物来进行。根据某些示例性实施方案，接种和选择在植物的幼苗期进行。
根据其他实施方案，选择对锈病抗性的植物通过检测本文描述的染色体6Ssh的沙融山羊草抗性赋予区段在小麦植物的基因组中的存在来进行。如本领域已知的任何方法可以被用以检测染色体区段。根据某些示例性实施方案，检测通过鉴定位于如本文描述的染色体区段上的标志物来进行。
根据某些实施方案，植物进一步地被选择以缺乏ph1突变基因。
根据某些另外的方面，本发明提供适于商业生长的小麦栽培品种，其含有包含沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件，其中该区段赋予或增强小麦栽培品种对由真菌柄锈菌属引起的疾病的抗性。
根据另外的方面，本发明提供用于产生对由真菌柄锈菌属引起的至少一种疾病抗性的小麦栽培品种的方法，该方法包括将包括沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件引入对该疾病易感的小麦栽培品种中，其中所述区段包含赋予对所述至少一种真菌疾病的抗性的至少一个基因座，从而产生对所述至少一种真菌疾病抗性的小麦栽培品种。
本发明的其他目的、特征和优点将从下文的描述和附图中变得清楚。
附图简述
图1表示用于使用具有部分同源配对突变(ph1)的单倍体杂交种将来自沙融山羊草的抗病性基因(R)转移至小麦的方法。沙融山羊草的Gc2的杀配子效应被“抗杀配子”突变体(Gc2突变)克服。
图2示出栽培品种Galil和其衍生的叶锈病抗性重组体品系的DArT标志物图谱。连锁群(Linkagegroup)通过不同模式来鉴定。染色体型通过小写字母(a-c)来表示。
图3示出栽培品种Galil和其衍生的条锈病抗性重组体品系的DArT标志物图谱。连锁群通过不同模式来鉴定。染色体型通过小写字母(d-g)来表示。
图4示出小麦栽培品种Galil的表型和包含沙融山羊草黄锈病抗性区段的选择的BC4F4基因渗入品系的表型。
图5示出取自小麦栽培品种Galil、CS小麦的ph1b突变体(mTA03)的叶子以及取自包含沙融山羊草黄锈病抗性区段的基因渗入品系的两个叶子对接种叶锈病病原菌的反应。
发明详述
本发明提供了对真菌柄锈菌属的多个物种和种系型(包括高度毒性型)抗性的小麦植物，所述真菌柄锈菌属的多个物种和种系型引起造成小麦作物的明显的损失的锈病。本发明现在提供小麦栽培品种，其不仅仅对有害的真菌是抗性的，而且保持小麦的原始的优良农艺性状。改进的品系导致小麦的提高的赢利能力并且导致杀真菌剂使用的降低，这自身是可持续的农业的明显的组分。在美国和以色列以及世界范围内，本发明的基因渗入品系可以并入用于叶锈病抗性和/或黄锈病抗性的春麦育种计划或冬麦育种计划。本发明还提供追踪育种计划中的抗性基因的手段。
定义
本文以它的最广泛的含义使用术语“植物”。其还指的是大部分分化成在植物的发育的任何阶段存在的结构的多个植物细胞。这样的结构包括但不限于根、茎、芽、叶、花、花瓣、果、等等。根据某些示例性实施方案，术语“小麦植物”指的是族小麦族(tribeTriticeae)，科禾本科(Poaceae)(禾本科(Gramineae)的圆锥小麦硬质小麦亚种(Triticumturgidumsubsp.durum)(圆锥小麦＝通心粉小麦)和普通小麦普通小麦亚种(T.aestivumsubsp.aestivum)(六倍体小麦＝面包小麦＝普通小麦)。
如本文所使用的术语“品系”指的是纯合的并且通过自授粉真实育种但不必用作品种的植物。根据某些实施方案，品系是小麦品系。
本文使用术语“栽培品种”表示具有生物学状态而不是“野生”状态的植物，“野生”状态指示植物或登记物的原始的非栽培状态或天然状态。术语“栽培品种”(对于栽培的植物)包括但不限于半天然的、半野生的、似杂草的、传统的栽培品种、地方品种(landrace)、育种材料、研究材料、繁殖的品系、合成的种群、杂交种、建立者原种/基本种群、自交品系(杂交栽培品种的亲本)、分离种群、突变体/遗传原种、以及高级的/改进的栽培品种。如本文所使用的术语包括注册的以及非注册的品系。栽培品种的实例包括属于物种圆锥小麦和普通小麦(Triticumaestivum)的这样的栽培的变种，包括但不限于“中国春”(CS)和“Galil”。
术语“沙融山羊草(Aegilopssharonensis)”或“沙融山羊草(Ae.haronensis)”或“AES”本文可交换地被使用并且涉及对由物种柄锈菌属的真菌，特别地由叶锈菌和/或条锈菌引起的疾病抗性的野生型植物。根据有些示例性实施方案，该术语指的是对叶锈菌和条锈菌两者是抗性的并且因此对叶锈病和条锈病是抗性的沙融山羊草登记物TH548。
术语“抗性的(resistant)”和“抗性(resistance)”涵盖对感染的部分抗性和完全抗性两者。锈病抗性AES植物可以对由真菌柄锈菌属，特定地由叶锈菌和/或条锈菌，更特定地由小麦叶锈菌和/或小麦条锈菌的感染是完全抗性的或具有低水平的易感性。锈病易感性小麦植物可以对这些真菌是非抗性的或具有低水平的抗性。
术语“基因座(locus)”(复数形式“基因座(loci)”)在本文定义为给定的基因在给定的物种的染色体上占据的位置。
如本文使用的术语“杂合的”意指当不同的等位基因存在于同源染色体上的对应的基因座时存在的遗传条件。
如本文使用的术语“纯合的”意指当相同的等位基因存在于同源染色体上的对应的基因座时存在的遗传条件。
如本文所使用的，术语“杂交种”指的是在两个遗传上不同的个体之间的杂交的任何后代，包括但不限于两个近交的品系之间的杂交。
如本文所使用的，术语“近交的”意指大体上纯合的个体或品系。
术语“基因渗入(introgression)”、“基因渗入的(introgressed)”以及“基因渗入(introgressing)”指的是将来自一个物种、品种或栽培品种的遗传背景的基因或性状基因座的期望的等位基因传递进入另一个物种、品种或栽培品种的基因组中。在一种方法中，期望的等位基因可以通过两个亲本之间的有性杂交被基因渗入，其中亲本中的一个在其基因组中具有期望的等位基因。期望的等位基因可以包括期望的一种或多种基因、标志物基因座、QTL或类似物。
术语“遗传工程”、“转化”和“遗传修饰”本文全部用于将分离的和克隆的基因转移进入另一个微生物的DNA(通常染色体DNA或基因组)中，或将植物基因组中的基因修饰。
如本文所使用的，术语“植物部分”通常指的是小麦植物的一部分，包括单个细胞和细胞组织，例如在植物中完整的植物细胞、小麦植物可以从其再生的细胞团和组织培养物。植物部分的实例包括但不限于来自花粉、胚珠、叶、胚胎、根、根尖、花药、花、果实、茎、芽、以及种子的单个细胞和组织；以及花粉、胚珠、叶、胚胎、根、根尖、花药、花、果实、茎、芽、接穗、砧木、种子、原生质体、愈伤组织、以及类似物。
如本文所使用的，术语“种群”指的是共享常见遗传衍生的植物的遗传上混杂的集合。
如本文所使用的术语“连锁群”指的是位于相同染色体上的所有基因或遗传性状。在连锁群中，充分紧密在一起的那些基因座将在遗传杂交中呈现连锁。因为杂交概率随着在染色体上的基因之间的物理距离增大，所以在连锁群中其位置彼此远离的基因可以在直接的遗传测试中不呈现任何可检测的连锁。
术语“分子标志物”或“DNA标志物”在本文可交换地被使用并且指的是在用于可视化核酸序列的特征的差异的方法中使用的分子指示剂。这样的指示剂的实例是多样性阵列技术(DArT)标志物、限制性片段长度多态性(RFLP)标志物、扩增片段长度多态性(AFLP)标志物、单核苷酸多态性(SNP)、插入突变、微卫星标志物、序列特异性扩增区(SCAR)、切割扩增多态性序列(CAPS)标志物或同工酶标志物或本文描述的定义特定的遗传位置和染色体位置的标志物的组合。
条锈病(也称为黄锈病，由真菌条锈菌引起)和叶锈病(由叶锈菌引起)是引起巨大的每年产量损失的两种毁灭性的小麦疾病。真菌病原菌频繁地改变，产生新的毒性类型并且因此克服当前部署的抗性基因。因此，主要的小麦基因库越来越是耗尽的并且需要新的抗性基因。小麦的野生亲缘植物仍是未开发的抗性基因库。
根据一方面，本发明提供小麦植物栽培品种，其含有包含沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件，其中该区段赋予、增强或以其他方式有助于小麦植物栽培品种对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性。
本发明公开了携带一个或更多个抗性基因座的沙融山羊草染色体6Ssh的新颖的区段。
该区段通过产生包含沙融山羊草的染色体区段的小麦基因渗透品系被发现。出乎意料地，使用携带ph1b突变基因的小麦品系，获得一些种子。Ph1基因座将在减数分裂时的染色体配对和重组限于真实的同源物。因此，使用了包含非活性Ph1基因的突变的小麦植物(即，对于ph1b突变是纯合的植物)。此方法由于减少获得具有用作回交回归亲本的优良小麦栽培品种的特征的抗性植物所需的回交世代的数目，允许迅速基因渗入。
沙融山羊草包含杀配子基因，杀配子基因是在不具有其的配子中诱导染色体断裂的一组自私基因，因此防止这些配子的传递。此机制确保仅包含杀配子基因的配子被传递。杀配子(Gc)基因在沙融山羊草的某些品系的染色体4Ssh上被检测到(Maan,1975,同上；Endo,1985,同上)。抑制沙融山羊草Gc2基因的作用的“抗杀配子”突变小麦品系由Friebe等人,2003,同上产生。此品系具有携带被EMS突变的Gc2基因的转位的4BL.4BS-4SshS染色体(具有末端4Ssh区段的4B)并且被称为Gc2突变。在杂合子Gc2/Gc2突 变中观察到突变体和野生型等位基因的正常传递，而不是Gc2的优先的传递。此突变体允许在具有来自沙融山羊草的基因渗入的小麦品系中排除不期望的4Ssh染色体。
在早期回交世代中，获得具有低的结实率的后代和具有完整的种组(seedset)的后代。具有40％-60％非可育穗型的植物携带Gc2基因。此现象被用以通过选择仅完全可育后代除去Gc2基因。因此，本发明的方法产生可育抗性回交后代，其在表型上与其回归亲本栽培品种Galil(高度适于商业生长的一种优良栽培品种(图1和图4))类似。
由于用回归的优良栽培品种重复的回交，所以抗性BC4后代缺乏突变体ph1b基因，携带功能性Ph1基因。
迄今，将供体AES的染色体区段基因渗透进入小麦的尝试导致来自供体的不合意的性状进入小麦的明显的遗传拖累(geneticdrag)。又，在供体AES和小麦之间的染色质交换导致重要的小麦染色质的除去并且获得差的小麦植物。
在AES图谱的可用性下(OliveraPD等人,2013.Genome,56:367–376；MoscouM.–未公布的数据)，DArT图谱绘制是评价基因渗入的时间和成本有效的方法。又，大部分多态性AESDArT标志物还未曾被绘制。考虑到小麦6B染色体和AES6Ssh染色体之间的部分同源性，在许多情况下在测试的品系中缺少小麦(栽培品种Galil)DArT标志物等位基因的信息被用作被AES染色质取代的指示。图2和图3示出将AES染色体6Ssh区段包含在小麦染色体6B中的重组染色体的构建。在本文展示的研究中使用的多态性AES标志物使用分离AES种群被绘制图谱，同时小麦DArT标志物图谱从小麦的分离种群中制作。尽管这两个紧密相关的物种的基因之间的预计的同线性，评价AES和小麦中的基因之间的距离的估计可以是物种依赖性的。因此，使用AES标志物和小麦DArT标志物两者构建重组染色体中的任何，如其在图2和图3中出现的，可以不反映精确的染色体型组成。
在各种品系中，与目标基因渗入事件有关的几乎所有多态性小麦标志物属于染色体6B，并且AES提供信息的标志物属于6Ssh染色体。这些图谱绘制结果示出，染色体6B的小麦染色质被部分同源的AES染色体代替。携带各种长度的6Ssh区段和很少染色质取代的所有抗性品系对测试的所有品系是常见的。
对引起叶锈病和黄锈病的真菌柄锈菌属的某些北美种族确定来自回交后代家族的抗性植物的表型。
从抗性基因型和6B-6Ssh重组体的图谱绘制数据之间的一致性，得出结论，转位的AES6Ssh区段携带叶锈病和/或条锈病的基因。
由于其AES转位，在本发明的抗性小麦植物的产生过程中使用的小麦“抗杀配子”(AG)突变品系负责获得的抗性的可能性被排除；发现此突变体对叶锈病分离株#526-24和条锈病分离株#5006两者是易感的(在4的规模内，IT＝3)。明显地，来自4SshL的外源转位(Friebe等人2003)不携带抵抗这些分离株的抗性基因。
根据某些示例性实施方案，抗性赋予区段与位于短臂端粒(距离为0)和120cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个DNA标志物缔合。根据其他示例性实施方案，至少一个DNA标志物位于短臂端粒(距离为0)和71cM之间。根据某些实施方案，DNA标志物位于选自由在位置0和位置16.4cM之间和在位置30cM和位置71cM之间组成的组的位置处。
根据另外的实施方案，遗传元件包含选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)及其组合组成的组的沙融山羊草DNA标志物。
根据又另外的实施方案，遗传元件赋予对叶锈病的抗性并且DNA标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt948067(映射在38.9cM)、Pt0910(映射在41.5cM)及其任何组合组成的组。根据另外的实施方案，遗传元件赋予对条锈病的抗性并且DNA标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)、aePt948252(映射在62.1cM)、aePt948565和aePt947177(映射在66.5cM)、aePt949079(映射在86.8cM)及其任何组合组成的组。
在重组体品系的某些中，长的转位区段，至少在遗传方面，可以携带不合意的外源等位基因(遗传拖累)，这可以降低粮食产量和质量。因此，基于候选基因的精细图谱绘制和注解，携带抗性基因的外源区段的长度明显被降低。
用于候选基因的精细图谱绘制和鉴定的方法对本领域技术人员是熟知的。根据一些实施方案，精细图谱绘制通过以下来进行：使携带具有标志物的抗性基因的区域饱和，随后是使用比较基因组学和RNA谱分析数据(profilingdata)以鉴定候选基因。
在一些示例性实施方案中，绘制包含抗性基因的区域是基于两种测序方法。两种测序方法使用与下一代测序耦合的群体分离分析(bulksegregationanalysis)的基本理念。DNA从纯合抗性植物以及从易感的F2植物分离，并且产生两个群体，一个包含抗性等位基因并且一个包含易感等位基因。在第一种方法中，遵照SHORE图谱绘制(SchneebergerK.等人2009.atureMethods6:550-551)和全基因组鸟枪法(WGS)的基本理念。在第二种方法中，在进行测序之前，基因组的复杂性被降低，例如通过以大麦基因组中的61.6Mb的序列为目标使用基于Roche-Nimblegen全外显子溶液中杂交的序列捕获平台(MascherM.等人,2013.ThePlantJournalDOI:0.1111/tpj.12294)。大麦外显子捕获平台已经被示出合理地对六倍体小麦具有很好的起作用，约50％的读数映射到大麦基因组(Mascher等人,2013,同上)，并且因此预计在沙融山羊草中以约相同的效率起作用。在两种测序数据集(WGA和外显子捕获)中，将读数与大麦基因组序列比对(TheInternationalBarleyGenomeSequencingonsortium,2012.Nature491:711-716)。呈现等位基因偏倚的序列读数是映射接近基因的读数。然后，与大麦基因组、小麦基因组、山羊草(Aegilopstauschii)基因组、短柄草属(Brachypodium)基因组和水稻基因组进行比较基因组学以帮助确定被连接至基因的标志物的顺序并且鉴定候选基因。候选基因还通过检查下文描述的RNA序列数据集中的基因表达模式来鉴定。在感染期间不表达的那些基因不是候选物，因为是抗性基因。在测序数据中发现的SNP用于另外精细图谱绘制。
引入包含赋予对叶锈病、条锈病或对其组合的抗性的AES染色体6Ssh区段的遗传元件，以及产生对这些疾病中的至少一种是抗性的植物可以通过对本领域技术人员已知的任何方法来进行。明确地应理解的是，在产生的抗性小麦栽培品种中，沙融山羊草染色体6Ssh的区段不是在其天然的背景中。
包含如本文公开的AES染色体区段赋予抗性的核酸(优选地DNA)序列可以用于产生对叶锈病、条锈病或其组合是抗性的小麦植物栽培品种。根据某些实施方案，抗性赋予核酸被引入易感的小麦栽培品种中，通常适于商业生长的栽培品种。根据本发明的教导，所述核酸序列从抗性沙融山羊草供体植物衍生。根据某些示例性实施方案，供体植物是AES登记号TH548。呈现对真菌疾病叶锈病、条锈病或其组合的抗性并且使用与如本文描述的抗性相关的DNA标志物鉴定的其他有关的AES植物也可以被用作抗性供体。
抗性赋予核酸序列可以通过对本领域技术人员已知的任何方法被转移至受体小麦植物。根据某些实施方案，AES核酸序列可以通过使AES供体与受体小麦杂交(即，通过基因渗入)或通过双单倍体技术被引入。可选地，分离的AES核酸序列可以如下文描述的被引入。转化任选地随后是选择包含抗性赋予序列以及呈现对真菌疾病条锈病和叶锈病中的至少一种的抗性的后代植物。
抗性赋予核酸序列可以通过使用对本领域已知的任何方法从AES供体植物中被分离。
用分离的核酸序列转化植物通常包括将在植物细胞中起作用的表达载体的构建。根据本发明的教导，这样的载体包含核酸序列，所述核酸序列包含赋予对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性的沙融山羊草染色体6Ssh的区段。通常，载体包含在调节元件控制下或可操作地连接至调节元件的抗性赋予基因。根据某些实施方案，调节元件选自由启动子、以及增强子和翻译终止序列组成的组。表达载体可包含一个或更多个可操作地连接的基因/调节元件组合，条件是组合中包含的基因中的至少一个编码抗病性。载体可以呈质粒的形式，并且在使用适于将核酸序列转化进入小麦(单子叶植物)植物中的本领域已知的转化方法，用于产生对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病是抗性的转基因植物的方法中，可以单独地或与其他质粒组合地使用。
表达载体可以包含至少一个标记(报告)基因，其可操作地被连接至调节元件(例如启动子)，所述调节元件允许通过负选择(通过抑制不包含可选择的标记基因的细胞的生长)，或通过正选择(通过筛选由标记基因编码的产物)回收包含标记的转化的细胞。用于植物转化的许多常用的可检测的标记基因是本领域已知的，并且包括例如编码代谢地解毒可以是抗生素或除草剂的选择性化学剂的酶的基因，或编码对抑制剂不敏感的改变的靶的基因。若干正选择法在是本领域已知的，例如甘露糖选择法。可选地，较少标记转化(marker-lesstransformation)可以被使用以获得无提及的标记基因的植物，该技术是本领域已知的。
用于以根据本发明的核酸序列转化植物细胞的方法是本领域已知的。如本文所使用的，术语“转化(transformation)”或“转化(transforming)”描述外来核酸序列，例如载体藉以进入受体细胞并且使受体细胞改变成转化的、遗传上修改的或转基因的细胞的过程。转化可以是稳定的，其中核酸序列被整合进入植物基因组并且如此代表稳定的和遗传的性状，或瞬时的，其中核酸序列通过转化的细胞被表达，但不被整合进入基因组中，并且如此代表瞬时的性状。根据典型的实施方案，本发明的核酸序列稳定地被转化进入植物细胞中。
有多种方法将外来基因引入单子叶植物和双子叶植物两者中(例如，PotrykusI.1991.AnnuRevPlantPhysiolPlantMolBiol42:205-225；ShimamotoK.etal.,1989.Nature338:274-276)。
将外源性DNA稳定地整合进入植物基因组DNA中的主要方法包括两种主要方法：
土壤杆菌属(Agrobacterium)介导的基因转移法：土壤杆菌属介导的系统包括使用包含界定的DNA区段的质粒载体，所述DNA区段被整合进入植物基因组DNA。植物组织的接种的方法取决于植物物种和土壤杆菌属递送系统而不同。广泛使用的方法是叶盘法(leaf-discprocedure)，其可以用提供开始全植物分化的良好来源的任何组织外植体来进行(Horsch等人,1988.PlantMolecularBiologyManualA5,1-9,KluwerAcademicPublishers,Dordrecht)。补充方法采用土壤杆菌属递送系统与真空渗透组合。用于小麦的土壤杆菌属介导的转化方案是本领域技术人员已知的。
直接核酸转移法：有多种方法将核酸直接转移进入植物细胞中。在电穿孔法中，将原生质体短暂地暴露至强电场，打开小孔以允许DNA进入。在微注射法中，使用微量移液管将核酸机械地直接注射进入细胞中。在微粒轰击法中，将核酸吸附在微粒，例如硫酸镁晶体或钨颗粒上，并且将微粒物理地加速进入细胞或植物组织中。用于将核酸引入植物中的另一种方法是通过靶细胞的超声处理。可选地，脂质体或原生质球融合已经被用于将表达载体引入植物中。
小麦靶组织的转化之后，使用本领域现在熟知的再生和选择法，上文描述的可选择的标记基因的表达允许转化的细胞、组织和/或植物的优先选择。
可选地，抗性赋予AES染色体区段可以被转化，而不预先分离抗性赋予核酸序列。
根据某些示例性实施方案，AES染色体区段的转移通过将AES染色体区段基因渗透进入小麦栽培品种中来进行，其中小麦栽培品种适于商业生长。
根据某些实施方案，该方法包括以下步骤：
a.提供对锈病易感的第一小麦植物品系，其中所述植物是对ph1突变基因突变纯合的突变的植物，和提供对锈病抗性的沙融山羊草植物；
b.使第一小麦植物品系与沙融山羊草植物杂交以产生第一F1后代植物，其中F1植物是单倍体杂交体；
c.使第一F1后代植物与对于GC2突变纯合的并且携带正常的Ph1等位基因的第二小麦植物品系杂交；
d.选择对至少一种锈病抗性的后代植物；
e.使抗性后代植物与对所述至少一种锈病易感的优良小麦植物栽培品种杂交以产生第二F1后代；
f.使第二F1后代植物与优良小麦植物栽培品种回交以产生第一回交(BC1)后代植物；
g.使第二F1后代植物与优良小麦植物栽培品种回交以产生第一回交(BC1)后代植物；
h.从BC1后代植物中选择是自育的并且对所述至少一种锈病抗性的；
i.使BC1自育抗性植物与所述优良栽培品种植物回交至少两次以产生至少BC3种群；
j.从BC3种群中选择自育、抗性植物；
k.使步骤(i)的植物自交以产生BC3F2种群；以及
l.选择对所述至少一种锈病是抗性的并且具有接近所述优良栽培品种的表型的表型的非分离、自育抗性小麦植物。
明确地应理解的是，通过选择完全自育植物，选择固有地涵盖选择缺乏Gc2基因或对Gc2基因杂合的植物。
贯穿上文描述的方法的步骤中的选择抗性植物可以在接种之后使用表型响应或可选地使用如本文描述的AES标志物采用标志物帮助的选择来进行。对由真菌柄锈菌属引起的条锈病或叶锈病的抗性的定量评价或定性评价可以如在下文实施例部分中描述的以及如本领域已知的来进行。还可以采用两种方法的组合。
以下实施例是为了更充分地说明本发明的一些实施方案而呈现。然而，其不应以任何方式被解释为限制本发明的宽泛的范围。本领域技术人员能够容易地设想本文公开的原理的很多变化形式和修改，而不背离本发明的范围。
实施例
材料和方法
植物和病原菌材料
沙融山羊草(沙融山羊草(Ae.sharonensis))登记物TH548在以色列的Palmahim(TelAviv的南部约15Km；MilletE.等人,2006.Isr.J.Pl.Sci.54:243-248)收集并且被选择，因为它的幼苗对以条锈病(条锈病的分离株#5006毒力/无毒力式Yr6,7,8,9,11,12,17,19,sk,18,A/Yr1,5,10,15,24,26,sp)或叶锈病(叶锈病的分离株#526-24毒力/无毒力式Lr1,3,24,26,10,18,21,23,15/Lr2a,2c,9,16,3ka,11,17,30)接种的抗性。两个分离株代表高度毒性病原菌种族。
春小麦栽培品种Galil被选择作为受体亲本。已知此栽培品种一方面的高的生产力和另一方面，其对柄锈菌属病原菌种族的易感性。
在“中国春”(CS)栽培品种的遗传背景中的小麦ph1b突变体(Mph)最初从密苏里州哥伦比亚大学的lateE.R.Sears获得。CS对上文提及的真菌分离株也是易感的。
蒙B.Friebe(KS曼哈顿的堪萨斯州立大学)的好意，获得小麦“抗杀配子”突变体(AG)。此品系也具有CS背景，具有将沙融山羊草的4SshL部分同源远端转位进入携带Gc2等位基因的小麦4BL臂(称为T4BS.4BL-4SshL)中，所述Gc2等位基因通过甲磺酸乙酯(EMS)被进一步地突变(Gc2突变；FriebeB等人,2003)。从杂合(Gc2突变/Gc2)植物，传递携带这些等位基因的染色体是规则的(随机的)，而不是偏好性的，如对于具有天然的杀配子Gc2等位基因的染色体。
基因转移方法
基因转移方法被总结在图1中。在2005年，小麦ph1b突变体Mph被沙融山羊草登记物TH548授粉并且获得很少种子。将两个种子发芽(预计的基因组BADSsh)并且发育成表面上自育的植物。这些植物被AG“抗杀配子突变体”授粉并且产生10个种子。由于缺少AG花粉的花粉，一些穗型也被栽培品种Galil授粉，并且产生12个种子。这些杂交的后代朝向条锈病分离株#5006分离；来自与AG突变体植物的杂交的四个幼苗和来自与Galil植物的杂交的5个幼苗被分类为抗性(疾病感染型(IT)＝0；在LongDL和KolmerJA.1989.Phytopathology,79:525-529的4个的规模内)并且进一步生长。这些植物中的每个代表不同的重组事件并且以重组体品系数标记。这些植物被其他亲本(栽培品种Galil或AG)授粉以及产生F1后代。
对在F1后代的幼苗分析表型，尤其基于其对条锈病分离株#5006和叶锈病分离株#526-24的抗性。测试的55个幼苗中的两个幼苗被发现对两种疾病是抗性的；10个幼苗仅对条锈病是抗性的；并且3个幼苗仅对叶锈病是抗性的。
抗性植物在与栽培品种Galil的又4个回交(BC)中用作回归亲本。每个世代伴随着对病原菌的抗性/易感性的幼苗测试，F1重组体品系对所述病原菌是抗性的。基于其抗性以及基于农艺外观和穗型育性选择幼苗。仅选择具有可育穗型的植物，确保选择的植物缺乏杀配子基因(Gc2)。农艺外观包括直立生长习性、早抽穗、身材矮小(shortstature)以及方头不易碎穗型(square-headnonshatteringspike)中的至少一种。
在BC3和BC4，抗性植物的后代也被允许自授粉。选择抗性F2幼苗并且对其F3种子中的20个分析表型。仅具有抗性幼苗的BC3F3和BC4F3家族被认为是纯合抗性的。
幼苗抗性的评价
在以色列的叶锈病和条锈病接种测试和评价测试
测试每个世代的幼苗并且选择叶锈病抗性和条锈病抗性。播种植物并且在小花盆中在温度控制的温室中在22±2℃下生长。在种植之后七至10天，将幼苗用轻质矿物油(Soltrol170)中的叶锈菌夏孢子或条锈菌夏孢子的悬浮液接种。在允许接种的植物上的油蒸发之后，对于叶锈病将植物在露室(dewchamber)中在18℃下孵育过夜并且对于条锈病在9℃下在黑暗中持续16小时，随后是15℃在光中。
将叶锈病接种的植物在温室中保持持续12-14天并且基于0(高度抗性)至4(高度易感的)标准尺度对感染类型(IT)打分。0至2的IT被认为指示抗性响应并且3至4作为易感响应。
将条锈病接种的植物在12小时光、12小时暗方案下保持在15℃生长室中持续14至17天，之后使用用于叶锈病的相同的尺度打分IT。
在Pullman,WA的条锈病接种测试和评价测试
在幼苗阶段遵循由ChenXM和LineRF.1992.Phytopathology,82:633-637描述的方法在受控制的条件下，测试AES小麦重组体品系对条锈病的反应。小麦条锈病菌(P.striiformisf.sp.tritici)的四个种族PST-43、PST-100、PST-114、以及PST-127(其共同地覆盖迄今在美国鉴定的所有毒力因子和代表主要种族)(ChenXM.2005.Can.J.PlantPathol.27:314-337；ChenXM等人,2010Can.J.PlantPathol.32:315-333)，在该测试中被使用。在两叶期的幼苗以1:20的比率用新鲜的夏孢子和滑石(Sigma,St.Louis,MO,USA)的混合物接种。将接种的植物在露室中在10℃下在没有光下孵育持续24小时，并且然后移动至以16小时光/8小时暗循环在逐渐地在上午2:00时从4℃改变至在下午2:00时20℃的昼夜温度循环下的生长室。在接种之后约20至22天，使用0-9尺度记录每个植物的感染类型，0指示没有可见的症状和9-高度易感(LineRF和QayoumA.1992.U.S.DepartmentofAgricultureTechnicalBulletin第1788期,第44页)。
在St.Paul,Minnesota的叶锈病接种测试和评价测试
为了进一步表征对于在美国育种计划中可能使用的AES品系的抗性谱，以叶锈菌的种族TFBJQ(分离株US1-1)做出另外的叶锈病抗性测试。种族TFBJQ是独特的，在于其具有对Lr21(在美国在硬红春小麦栽培品种中广泛使用的抗性基因，并且现在因Lr21毒性叶锈菌分离株的出现而使得无效)的毒力。AES小麦重组体品系的幼苗和对照用在轻质矿物油中悬浮的种族TFBJQ的夏孢子接种(约0.014mg的孢子每个植物)。在接种之后，将植物转移至雾室并且在黑暗中在18℃至21℃以及约100％相对湿度(RH)下孵育持续16小时。在雾期之后，在被放置在生长室中在18℃至21℃下以14小时光周期(14小时光/10小时暗循环)之前，允许植物干燥持续4小时。在接种之后十二天，基于Long和Kolmer(1989,同上)的0至4尺度，评价植物的感染类型。
DNA提取
从最初因其叶锈病抗性被选择(RL品系)的4个品系(5个基因型，两个属于相同的品系)和最初因其条锈病抗性被选择(RY品系)4个品系(5个基因型)的4-5个推定的纯合的BC4F3植物中提取DNA。
使用Doyle,JJ和JLDoyle的修改的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)方法(1987.PhytochemistryBulletin19:11-15)，从来自幼叶的0.3-0.5g的冷冻干燥的叶组织中提取高质量基因组DNA。在具有预热至65℃的包含41.7％提取缓冲液(0.35M山梨醇、1MTrisHCl以及5MmEDTA)、41.7％裂解缓冲液(0.2MTrisHCl、0.05MEDTA、2MNaCl以及2％CTAB)、16.7％十二烷基肌氨酸钠(5％)、0.5％亚硫酸氢钠以及2％PVP-40的1mlCTAB提取缓冲液的组织裂解器(Geno/Grinder)中研磨植物材料。
在偶尔轻轻地涡旋下将样品在65℃下孵育1小时并且用0.8ml的氯仿/异戊醇(24:1)脱蛋白。将获得的混合物剧烈地振摇持续15分钟并且然后在10,000g下离心持续20分钟。通过添加1ml的冰冷的异丙醇从水相中沉淀DNA并且通过轻轻地翻转管混合。将管在-20℃下储存过夜并且然后在10000g下离心持续30分钟。用70％乙醇洗涤DNA小球、干燥、并且通过在室温下过夜孵育最后溶解在250μl的1xTE(10mMTrisHCl,1mMEDTA)中。
在0.8％琼脂糖凝胶上检查DNA质量并且使用NanoDrop分光光度计(MaestrogenInc.,LasVegasNV,美国)定量。样品中的DNA浓度被调整至50-70ng/μl并且将样品储存在-20℃下。按照该公司说明，将样品船运至DiversityArraysTechnologyPty.Ltd.(Yarralumla，澳大利亚)。
DArT分析
由DArTPty.Ltd.在染色体上绘制约1000个小麦标志物，但仅很少(约1000个中)沙融山羊草标志物的图谱。关于AES标志物的另外的图谱数据从SainsburyLaboratory,JohnInnesCentre,NorwichUK的M.Moscou感谢地获得。这些一致的图谱数据从三个分离的AES种群中产生。在SNP数据(M.Moscou–个人通信)的帮助下，将标志物装配进入连锁群中。在许多情况下，多态性在AES和小麦栽培品种Galil之间存在，但不在AES和小麦栽培品种CS之间存在。
图谱绘制
使用MapChart2.2软件，标绘具有已知的图谱位置和连锁群(区段)的多态性DArT标志物(Voorrips2002.J.Hered.93:77-78)。考虑标志物取代的三种情况：在重组体品系中不存在小麦(Galil和CS)标志物；在重组体品系中和在CS中，但不在Galil(其防止明确的确定AES染色质取代小麦染色质)中不存在小麦标志物；以及仅在重组体品系中，但不在小麦亲本(Galil和CS)中存在AES(aePT)标志物或小麦(wPT)标志物。由于在某些区域中的标志物之间的大的间隙，为了提高图谱分辨率，被本文(图2和图3)界定的不同的连锁群不一定反映完整的染色体构造。
实施例1：基因渗入品系的产生
通过使用上文描述的基因转移方法引入部分同源配对，获得对于引起叶锈病和/或黄(条)锈病的某些致病型的真菌是抗性的一些BC4F3基因渗入品系纯合子。该品系具有农艺外观，与其回归亲本栽培品种Galil类似并且是自育的。该品系可以被用于育种计划以改进小麦对这些疾病的抗性。
实施例2：叶锈病抗性品系
一个BC4叶锈病抗性品系，RL-17通过单倍体杂交体(F1MphxAES)被AG突变体授粉衍生。此品系的特征为大的AES区段一起跨越全6B染色体。然而，两个Galil标志物仍旧在位置12.7和54.3(染色体型a；图2)处存在。三个其他叶锈病抗性品系(RL-76、RL-86以及RL-510)从单倍体杂交体与栽培品种Galil的杂交衍生，随后其后代被AG突变体授粉。全部这些3个品系在染色体6B上具有相似的22cM的短的插入的AES区；由于在50.6cM处不存在一对小麦标志物，RL-50不同于两个其他品系(染色体型b和c)。又，在此区域内，发现Galil标志物的两个区段(大约30-38cM和47-50cM)。然而，发现分别映射在38.5cM、38.9cM以及41.5cM的仅三个AES标志物，即aePt947170、aePt948067以及tPt0910与所有重组体染色体型相似。这表明，这些AES标志物被连接至叶锈病抗性基因。所有这些RL品系对叶锈病分离株#526-24一致地是高度抗性的。
实施例3：条锈病抗性品系
所有BC4条锈病抗性品系从单倍体杂交体(F1MphxAES)被AG突变体授粉，随后栽培品种Galil对后代授粉衍生。品系RY-32-3-3和RY-41的染色体构造与品系TL-17(以仅2个Galil标志物跨越全6B染色体的AES区段；染色体型d，图3)的染色体构造相似。品系RL32-3-14也具有长的AES插入物(约73cM)，但其端粒通常是Galil型的。两个其他品系示出相似的染色体型(f和g)。其两者具有在38.5cM和48cM之间的插入的AES区，随后是小麦标志物和AES标志物的嵌合体的从48cM至87cM的另一个区。若干不同的AES标志物对所有重组体染色体型：aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(41.5cM)、aePt948252(62.1cM)、aePt948565和aePt947177(66.5cM)以及aePt949079(86.8cM)是共同的。值得注意的是，仅aePt947170和tPt0910对所有RL染色体型也是共同的。所有这些品系对条锈病分离株#5006一致地是高度抗性的。
实施例4：品系对小麦条锈病菌的北美种族的抗性
五个纯合的条锈病抗性BC3F4品系(RY品系)和3个叶锈病抗性BC3F4品系(RL品系)，针对其抵抗Pullman,WA的条锈病病原菌的四个北美种族的反应在2007年被分析表型。在植物幼苗期在受控制的温室条件下检查小麦条锈病菌的种族Pst-100、Pst-114、以及Pst-127。结果在表1中被给出。
表1：感染小麦条锈病菌的种族的沙融山羊草小麦转位品系的感染类 型(IT)
*感染类型在接种后第21天被记录。
**关于US差异***的测试的种族的毒力式是：
Pst-43:1,3,4,5,12,14
Pst-100:1,3,8,9,10,11,12,16,17,18,19,20
Pst-114:1,3,8,9,10,11,12,14,16,17,18,19,20
Pst-127:1,2,3,5,6,8,9,10,11,12,13,15,16,17,18,19,20
***US差异:1＝Lemhi(Yr21),2＝Chines166(Yr1),3＝HeinesVII(Yr2,YrHVII),
4＝Moro(Yr10,YrMor),5＝Paha(YrPa1,YrPa2,YrPa3),6＝Druchamp(Yr3a,YrD,YrDru),
7＝AvSYr5NIL(Yr5),8＝Produra(YrPr1,YrPr2),9＝Stephens(Yr3a,YrS,YrSte),
10＝Yamhill(Yr2,Yr4a,YrYam),11＝Lee(Yr7,Yr22,Yr23),12＝Fielder(Yr6,Yr20),
13＝Tyee(YrTye),14＝Tres(YrTr1,YrTr2),15＝Hyak(Yr17,YrTye),
16＝Express(YrExp1,YrExp2),17＝AvSYr8NIL(Yr8),18＝AvSYr9NIL(Yr9),
19＝Clement(Yr9,YrCle),以及20＝Compair(Yr8,Yr19)。
如从表1中明显的，Galil对除了Pst114的PST种族的抗性掩盖重组体品系对这些种族的反应。然而，Galil小麦对PST-114是高度易感的。被选择对黄锈病是抗性的所有品系(RY品系)对PST-114是抗性的。大部分的品系示出IT2，而品系编号24-4-2在0-9尺度示出IT4。响应于条锈病PST-114，三个叶锈病抗性品系(RL)的每个的五个幼苗分离成3个抗性的个体和2个易感的个体。
种族PST114首次在华盛顿州在2004年被检测到并且是美国从2005年至2009年的最主要的种族之一。其表现为以高的频率遍及国家，但主要限于美国太平洋西北区(华盛顿州、爱达荷州、俄勒冈州、以及蒙大拿西部)。PST-114的主要特征是其对Yr10、Yr8以及Yr9的毒力的组合。
实施例5：品系对北美叶锈病的抗性
2012年在明尼苏达州圣保罗，检查最初因对以色列叶锈病分离株526-24的抗性而被选择的三个纯合的BC3F4品系(RL品系)对具有Lr21毒力的美国叶锈病种族TFBJQ的反应。结果在表2中被给出。
表2：对叶锈病分离株526-24是抗性的三个BC 3 F 4 品系对具有Lr21 毒力的叶锈病种族的反应
S-易感的；R-抗性的；MS-中毒易感性；HR-高度抗性。
*根据0-4尺度对感染类型打分。相比于经典描述的感染类型，负(-)符号和双负(＝)符号分别指示夏孢子堆的降低的和高度降低的孢子形成。
**一般反应如下：0至0；＝高度抗性的；0；1至1至2＝抗性的；2至1＝中度抗性的；2至3-＝中度易感的；以及3-至4＝易感的。
Galil小麦表现对L21毒力分离株从中度易感至中度抗性范围内的反应。因此，其遗传背景可以掩盖基因渗入品系的反应。虽然如此，被选择对叶锈病是抗性的该品系中的两个(RL-17-1-9和RL-610-5-3)呈现高的抗性响应。一个品系(171-3)对该响应分离。
在NorthDakota和Minnesota，Lr21以硬红春小麦的面积的50％存在。如果不被处理，其引起流行病。
实施例6：基因组分析-DArT分析
如上文提及的，DArT分析揭示在小麦染色体6B上几乎排他地外源的基因渗入，同时没有指示其他染色体中的外源区段基因渗入。仅有很少的单个外源标志物穿过小麦基因组的情况，但在品系的所有植物中这些没有一致地被发现。这指示小麦遗传背景的有效恢复。
使用从A.Kilian,(DArTPty.Ltd.)获得的DArT标志物一致图谱数据，将在此研究中使用的67个小麦标志物在染色体6B上绘制图谱，但栽培品种Galil仅有38个标志物。这些标志物指示Galil染色质的存在并且其不存在用作外源取代的指示。此外，使用由蒙M.Moscou的好意提供的DArTAES图谱(未公布的)，在AES的染色体6sh上的18个aePt标志物是提供信息的。标志物不是均匀地分布并且倾向于在短臂端粒(距离为0)和16.4cM之间并且然后在位置30cM和位置71cM之间集中(图2和3)。在许多情况下，多于一个标志物被绘制于同一位置。
值得注意的是，染色体的若干区域不被标志物饱和并且可能的是提及的区段可以进一步被分成更短的子区段。
实施例7：基因渗入大小的降低
将抗性BC4F4小麦AES基因渗入品系与ph1b突变小麦品系杂交。将F1植物与ph1b突变体回交并且纯合的ph1b植物通过分子标志物来选择。部分同源配对发生在这些植物中并且将它们与栽培品种Galil杂交以产生杂交体F1植物。这些F1植物被选择对病原菌的抗性并且F2幼苗被针对病原菌分析表型并且丢弃易感的植物。F2:3幼苗与病原菌的反应被用于选择纯合的抗性后代。DArT标志物和如本领域已知的另外的标志物然后被用于选择具有小的外源区段的后代。将选择的纯合的F2与小麦亲本栽培品种回交。此步骤伴随着针对柄锈菌属病原菌的选择的以色列和北美种族分析表型。在不同位置携带基因的二级重组体，例如具有近端的外源区段的二级重组体和具有远端的外源区段的另一个二级重组体被互交以允许在重叠的外源染色体区中配对以进一步降低外源区段大小。
具体实施方案的以上描述将如此完全地揭示本发明的一般性质，使得其他人可以通过应用现有的知识，容易地为各种应用修改和/或调整此类具体实施方案而不需要过度实验和不背离一般概念，且因此，此类调整和修改应当并且预期被包含在公开的实施方案的等价物的含义和范围内。应理解的是，本文采用的措辞或术语是为了描述而非限制的目的。用于进行各种公开的功能的手段、材料和步骤可采取多种替代形式而不背离本发明。

Claims (40)

1.一种适于商业生长的小麦栽培品种，含有包含沙融山羊草(Aegilopssharonensis)染色体6Ssh的区段的遗传元件，其中所述区段赋予或增强所述小麦栽培品种对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性。
2.如权利要求1所述的小麦栽培品种，其中所述遗传元件由沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段组成。
3.如权利要求1或2所述的小麦栽培品种，其中所述区段与位于短臂端粒(距离为0)和120cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物缔合。
4.如权利要求3所述的小麦栽培品种，其中所述区段与位于所述短臂端粒(距离为0)和70cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物相缔合。
5.如权利要求4所述的小麦栽培品种，其中所述区段与位于选自由位置0和位置16.4cM之间以及位置30cM和位置71cM之间组成的组的沙融山羊草染色体6Ssh上的位置处的至少一个标志物相缔合。
6.如权利要求3所述的小麦栽培品种，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对叶锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt948067(映射在38.9cM)、Pt0910(映射在41.5cM)及其任何组合组成的组。
7.如权利要求3所述的小麦栽培品种，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对条锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)、aePt948252(映射在62.1cM)、aePt948565和aePt947177(映射在66.5cM)、aePt949079(映射在86.8cM)、及其任何组合组成的组。
8.如权利要求3所述的小麦栽培品种，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对叶锈病和条锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)及其组合组成的组。
9.如权利要求1所述的小麦栽培品种，其中包括沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的所述遗传元件位于所述小麦栽培品种的染色体6B的中心部分内。
10.如权利要求9所述的小麦栽培品种，所述栽培品种是对于包含沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的所述染色体6B纯合的近交植物。
11.如权利要求9所述的小麦栽培品种，所述栽培品种是包含天然小麦染色体6B和包含沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的染色体6B的杂交的杂合植物。
12.如权利要求1所述的小麦栽培品种，所述栽培品种对叶锈病和条锈病是抗性的。
13.如权利要求1所述的小麦栽培品种，所述栽培品种缺乏ph1突变等位基因。
14.如权利要求1所述的小麦栽培品种，所述栽培品种缺乏沙融山羊草杀配子Gc2基因和/或其突变体。
15.如权利要求1所述的小麦栽培品种，其中所述叶锈病由真菌叶锈菌(Pucciniatriticina)引起。
16.如权利要求1所述的小麦栽培品种，其中所述条锈病由真菌条锈菌(Pucciniastriiformis)引起。
17.如权利要求1所述的小麦栽培品种，所述植物是优良小麦栽培品种。
18.如权利要求17所述的小麦栽培品种，相比于缺少包含沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的所述遗传元件的对应的优良栽培品种，所述栽培品种具有等效的农艺性状。
19.权利要求1-18中任一项所述的小麦栽培品种的种子，其中由所述种子生长的植物含有包含沙融山羊草染色体6Ssh的区段的遗传元件，所述染色体区段赋予或增强所述生长的小麦植物对选自由叶锈病、条锈病及其组合组成的组的疾病的抗性。
20.从权利要求1-18中任一项所述的植物获得的细胞或组织培养物，其中从所述细胞或组织发育的植物含有包含沙融山羊草染色体6Ssh的区段的遗传元件，所述染色体区段赋予或增强所述发育的小麦植物对选自由叶锈病、条锈病或其组合组成的组的疾病的抗性。
21.一种适于商业生长的小麦栽培品种，含有包含沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件，其中所述区段赋予或增强所述小麦栽培品种对由真菌柄锈菌属(Puccinia)引起的疾病的抗性。
22.一种分离的多核苷酸，包含赋予对叶锈病、条锈病或其组合中的至少一种的抗性的核酸序列，其中所述核酸序列从沙融山羊草染色体6Ssh的区段衍生。
23.如权利要求22所述的分离的多核苷酸，所述多核苷酸包含赋予对叶锈病的抗性的核酸序列，所述核酸序列含有包含选自由aePt947170、aePt948067以及tPt0910组成的组的至少一个标志物的序列。
24.如权利要求22所述的分离的多核苷酸，所述多核苷酸包含赋予对条锈病的抗性的核酸序列，所述核酸序列包含选自由aePt947170、tPt0910、aePt948252、aePt948565、aePt947177以及aePt949079组成的组的至少一个标志物的序列。
25.如权利要求22所述的分离的多核苷酸，所述多核苷酸包含赋予对叶锈病和条锈病的抗性的核酸序列，所述核酸序列含有包含标志物aePt947170以及tPt0910的序列。
26.一种用于产生对至少一种锈病抗性的小麦栽培品种的方法，所述方法包括将包含沙融山羊草染色体6Ssh的区段的遗传元件引入对所述病易感的小麦栽培品种中，其中所述区段包含赋予对叶锈病、条锈病或其组合的抗性的至少一个基因座，从而产生对所述至少一种锈病抗性的小麦栽培品种。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述遗传元件由沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段组成。
28.如权利要求26或27所述的方法，其中所述区段与位于短臂端粒(距离为0)和120cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物缔合。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述区段与位于所述短臂端粒(距离为0)和70cM之间的沙融山羊草染色体6Ssh上的至少一个标志物缔合。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述区段与位于选自由位置0和位置16.4cM之间以及位置30cM和位置71cM之间组成的组的沙融山羊草染色体6Ssh上的位置处的至少一个标志物缔合。
31.如权利要求28所述的方法，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对叶锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、aePt948067(映射在38.9cM)、Pt0910(映射在41.5cM)以及其任何组合组成的组。
32.如权利要求28所述的方法，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对条锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)、aePt948252(映射在62.1cM)、aePt948565和aePt947177(映射在66.5cM)、aePt949079(映射在86.8cM)、及其任何组合组成的组。
33.如权利要求28所述的方法，其中沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段赋予对叶锈病和条锈病的抗性并且所述标志物选自由aePt947170(映射在38.5cM)、tPt0910(映射在41.5cM)及其组合组成的组。
34.如权利要求26所述的方法，其中包括沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的所述遗传元件被引入所述小麦栽培品种的染色体6B的中心部分。
35.如权利要求26所述的方法，其中所产生的小麦栽培品种对叶锈病和条锈病是抗性的。
36.如权利要求26所述的方法，其中所述叶锈病由真菌叶锈菌引起。
37.如权利要求26所述的方法，其中所述条锈病由真菌条锈菌引起。
38.如权利要求26所述的方法，其中所述易感的小麦是优良小麦栽培品种。
39.如权利要求26所述的方法，其中相比于缺少包括沙融山羊草染色体6Ssh的所述区段的所述遗传元件的对应的优良栽培品种，所产生的抗性栽培品种具有等效的农艺性状。
40.一种用于产生对由真菌柄锈菌属引起的至少一种疾病抗性的小麦栽培品种的方法，所述方法包括将包括沙融山羊草的染色体6Ssh的区段的遗传元件引入对所述疾病易感的小麦栽培品种中，其中所述区段包含赋予对所述至少一种真菌疾病的抗性的至少一个基因座，从而产生对所述至抗性的小麦栽培品种。
CN201480049796.8A 2013-09-11 2014-09-10 小麦中对锈病的抗性 Pending CN105592694A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361876240P 2013-09-11 2013-09-11
US61/876,240 2013-09-11
PCT/IL2014/050804 WO2015036995A1 (en) 2013-09-11 2014-09-10 Resistance to rust disease in wheat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105592694A true CN105592694A (zh) 2016-05-18

Family

ID=52665161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480049796.8A Pending CN105592694A (zh) 2013-09-11 2014-09-10 小麦中对锈病的抗性

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10760093B2 (zh)
EP (1) EP3043636A4 (zh)
CN (1) CN105592694A (zh)
WO (1) WO2015036995A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111041122A (zh) * 2020-01-08 2020-04-21 中国农业大学 小麦抗叶锈病基因Lr13的indel分子标记及其应用
CN113151552A (zh) * 2021-04-22 2021-07-23 中国农业科学院棉花研究所 一种与小麦抗条锈病基因YrZY1095连锁的分子标记及其应用
CN114449889A (zh) * 2019-07-03 2022-05-06 技术创新动力基金（以色列）有限合伙公司 赋予对锈病病害的抗性的组合物和方法
CN115232885A (zh) * 2022-06-30 2022-10-25 江苏里下河地区农业科学研究所 小麦成株期抗叶锈病基因Lr16G216的KASP分子标记、检测方法及应用

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109321582B (zh) 2018-06-01 2021-03-23 山东农业大学 粗山羊草Yr4DS基因在麦族植物抗条锈病育种的应用
CN110606877B (zh) * 2019-09-09 2023-07-25 西北农林科技大学 用于小麦抗锈病品种改良的转录因子及其筛选获得方法
CN111073993B (zh) * 2020-01-08 2022-01-18 中国农业大学 小麦抗叶锈病基因Lr13的SNP位点及其应用
CN111218523B (zh) * 2020-03-25 2022-01-25 山东省农业科学院作物研究所 二角山羊草7Sb染色体特异分子标记及其应用
CN113151571B (zh) * 2021-05-26 2022-10-28 河北农业大学 用于检测小麦叶锈菌无毒基因AvrLr1分子标记的引物及其检测方法和应用
CN114836556B (zh) * 2022-03-24 2023-08-29 四川农业大学 与小麦条锈病抗性QTL QYr.sicau-6B紧密连锁的分子标记及应用
WO2023248212A1 (en) 2022-06-23 2023-12-28 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Rust disease resistance genes and use thereof
CN116253784B (zh) * 2022-10-12 2023-08-18 北京大学现代农业研究院 小麦叶锈病抗性蛋白及其编码基因和应用
CN115927726A (zh) * 2022-11-14 2023-04-07 四川农业大学 与小麦抗条锈病基因连锁的snp分子标记的kasp特异性引物和应用
CN118307653A (zh) * 2024-04-30 2024-07-09 四川农业大学 小麦转录因子TaHRP1在小麦抗病育种中的应用
CN118421830B (zh) * 2024-07-04 2024-09-06 四川省农业科学院作物研究所(四川省种质资源中心) 与宜章红壳麦抗条锈病基因QYr.YZHK-2BL连锁的KASP分子标记、引物组合及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101760459A (zh) * 2008-12-19 2010-06-30 李祥 山羊草属的优异基因
WO2013082335A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Purdue Research Foundation COMBINING YELLOW DWARF VIRUS, FUSARIUM HEAD BLIGHT, Ug99 STEM RUST AND LEAF RUST RESISTANCE GENES IN SOFT WINTER WHEAT ADAPTED TO EASTERN USA

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995029238A1 (en) 1994-04-21 1995-11-02 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Genetic sequences conferring disease resistance in plants and uses therefor
WO1999045118A1 (en) 1998-03-06 1999-09-10 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Genetic sequences conferring pathogen resistance in plants and uses therefor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101760459A (zh) * 2008-12-19 2010-06-30 李祥 山羊草属的优异基因
WO2013082335A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Purdue Research Foundation COMBINING YELLOW DWARF VIRUS, FUSARIUM HEAD BLIGHT, Ug99 STEM RUST AND LEAF RUST RESISTANCE GENES IN SOFT WINTER WHEAT ADAPTED TO EASTERN USA

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.MILLET ET AL.: "Introgression of leaf rust and stripe rust resistance from Sharon goatgrass(Aegilops sharonensis Eig)into bread wheat(Triticumaestivum L.)", 《GENOME》 *
G.F.MARAIS ET AL.: "Leafrustandstriperustresistancegenesderivedfrom Aegilopssharonensis", 《EUPHYTICA》 *
P.D.OLIVERA ET AL.: "DevelopmentofageneticlinkagemapforSharongoatgrass(Aegilops sharonensis)andmappingofaleafrustresistancegene", 《GENOME》 *
PABLO D.OLIVERA ET AL.: "Aegilops sharonensis:Origin,genetics,diversity,and potential for wheat improvement", 《BOTANY》 *
SUDHIR KUMAR GUPTA ET AL.: "Development and validation of molecular markers linked to an Aegilops umbellulata–derived leaf-rust-resistance gene, Lr9, for marker-assisted selection in bread wheat", 《GENOME》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114449889A (zh) * 2019-07-03 2022-05-06 技术创新动力基金（以色列）有限合伙公司 赋予对锈病病害的抗性的组合物和方法
CN111041122A (zh) * 2020-01-08 2020-04-21 中国农业大学 小麦抗叶锈病基因Lr13的indel分子标记及其应用
CN111041122B (zh) * 2020-01-08 2022-05-17 中国农业大学 小麦抗叶锈病基因Lr13的indel分子标记及其应用
CN113151552A (zh) * 2021-04-22 2021-07-23 中国农业科学院棉花研究所 一种与小麦抗条锈病基因YrZY1095连锁的分子标记及其应用
CN113151552B (zh) * 2021-04-22 2022-07-29 中国农业科学院棉花研究所 一种与小麦抗条锈病基因YrZY1095连锁的分子标记及其应用
CN115232885A (zh) * 2022-06-30 2022-10-25 江苏里下河地区农业科学研究所 小麦成株期抗叶锈病基因Lr16G216的KASP分子标记、检测方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3043636A4 (en) 2017-02-22
EP3043636A1 (en) 2016-07-20
US10760093B2 (en) 2020-09-01
US20160222406A1 (en) 2016-08-04
WO2015036995A1 (en) 2015-03-19
US20200340008A1 (en) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105592694A (zh) 小麦中对锈病的抗性
Thomas et al. Designing grasses with a future–combining the attributes of Lolium and Festuca
Von Bothmer et al. Barley origin and related species
Pattanashetti et al. Pearl millet
Qi et al. Diversification of the downy mildew resistance gene pool by introgression of a new gene, Pl 35, from wild Helianthus argophyllus into oilseed and confection sunflowers (Helianthus annuus L.)
US20190191645A1 (en) Method for cultivating perennial rice using asexual propagation characteristic of oryza longistaminata
Kaneko et al. Radish
Cuevas et al. Assessments of genetic diversity and anthracnose disease response among Z imbabwe sorghum germplasm
Potts et al. Morphology, phylogeny, origin, distribution and genetic diversity of eucalypts
Li et al. Development and characterization of wheat–sea wheatgrass (Thinopyrum junceiforme) amphiploids for biotic stress resistance and abiotic stress tolerance
Robert et al. Pennisetum
Venkataramana et al. Mapping QTL for bruchid resistance in rice bean (Vigna umbellata)
Kartal et al. Hybridization studies in Vicia sativa complex
Redden et al. Pea (Pisum sativum L.)
Kumari et al. Identification of new resistance source for Sclerotinia stem rot in backcross population of B. juncea+ S. alba allohexaploids: key to manage disease through host resistance
Musial et al. A genetic linkage map in autotetraploid lucerne adapted to northern Australia, and use of the map to identify DNA markers linked to resistance to Phytophthora medicaginis
Gupta et al. Lens
Hiremath et al. Genome homology and origin of Panicum sumatrense (Gramineae).
Saleh Stress breeding of neglected tetraploid primitive wheat (Triticum dicoccum, Triticum carthlicum and Triticum polonicum)
Moritz et al. The genetics of evolutionary change in Senecio vulgaris L.: a QTL mapping approach
Backiyarani et al. Genomic designing for biotic stress resistant banana
Boukar et al. Strategies in cowpea breeding
Bisht et al. Breeding of Pearl Millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.)
Sood et al. Genetic improvement of temperate grasses and legumes in indian himalayan region: A review
Soko Stem rust resistance and yield performance of irrigated Zimbabwean spring wheat

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160518

RJ01 Rejection of invention patent application after publication