利用标记辅助回交技术向面包小麦转移条锈病抗性基因Yr5和Yr15的研究

伊朗小麦主栽品种Roshan易感条锈病，严重影响产量。为提升其抗性，研究人员通过标记辅助回交（MAB）技术将高效抗病基因Yr5和Yr15导入Roshan背景，成功培育出近等基因系NILsYr5 、NILsYr15 及双基因聚合株系NILsYr5+Yr15 。该研究为小麦抗病育种提供了新策略，对保障全球小麦生产安全具有重要意义。

　　

小麦是全球35%人口的主粮，但条锈病（由Puccinia striiformis f. sp. tritici引起）每年造成10%-70%的产量损失，严重时甚至绝收。伊朗主栽品种Roshan虽具优良农艺性状，却因缺乏抗病性逐渐被淘汰。面对病原菌快速变异导致传统抗病基因失效的困境，如何通过现代育种技术构建持久抗性成为关键。

为攻克这一难题，伊朗克尔曼沙希德·巴霍纳尔大学的研究团队开展了长达7年的研究，通过标记辅助回交（Marker-Assisted Backcrossing, MAB）技术，将目前对伊朗流行菌株仍保持高效抗性的Yr5和Yr15基因导入Roshan背景，最终培育出抗病近等基因系（Near-Isogenic Lines, NILs），成果发表于《Physiological and Molecular Plant Pathology》。

关键技术方法
研究以Roshan为受体亲本，分别与携带Yr5和Yr15的供体亲本Yr5/6?Avocet、Yr15/6?Avocet杂交，通过连续回交（BC₁
F₁
-BC₅
F₁
）结合分子标记筛选，逐步提高轮回亲本遗传背景占比至96.9%。在BC₅
F₂
代通过自交获得纯合抗病株系，并进一步通过BC₃
F₁
代植株杂交实现双基因聚合。

研究结果

1. 植物材料与回交方案
研究团队从伊朗种子与植物改良研究所（SPII）获取亲本材料，建立两套独立回交体系。通过特异性分子标记追踪Yr5（83bp/858bp）和Yr15（150bp/280bp）的遗传，确保抗性基因稳定传递。

2. Yr5基因的选择
分子标记分析显示，BC₃
F₁
代中轮回亲本遗传背景占比达93.8%，显著高于传统回交效率。通过梯度回交与自交，最终获得纯合抗病株系NILs^Yr5
。

3. 讨论
研究证实Yr5和Yr15对伊朗流行菌株具有广谱抗性。通过MAB技术可快速将抗性基因导入优良品种，克服传统育种周期长、背景恢复慢的缺陷。双基因聚合策略（NILs^Yr5+Yr15
）更能延缓病原菌适应性进化。

4. 结论
该研究首次在Roshan背景中构建了携带Yr5、Yr15的单基因及双基因NILs，为小麦抗病育种提供了可直接推广的优良材料。基因聚合策略为应对病原菌变异提供了新思路。

5. 作者贡献与资助
第一作者Mahdiyeh Salarpour负责实验与数据分析，通讯作者Roohollah Abdolshahi设计研究方案。项目获伊朗国家科学基金会（INSF）和克尔曼沙希德·巴霍纳尔大学资助（项目号4012845）。

这项研究不仅解决了Roshan品种的实际生产困境，更为小麦抗病育种提供了可复制的技术范式，对全球粮食安全具有深远意义。