小麦抗白粉病基因Pm21
1、Pm21基因材料的创制与应用现状
簇毛麦(Dasypyrumvillosum，2n=14，VV)是小麦的一个重要近缘种(图1)，具有许多重要的抗病性和优良农艺性状。簇毛麦对几乎所有白粉菌生理小种表现高抗或免疫，高抗叶锈和秆锈病，对全蚀病、眼斑病、*花叶病等多种病害都具有抗性，并且还具有抗寒、耐旱、籽粒粗蛋白含量高、分蘖力强、密穗多花等优良性状，已成为小麦遗传改良的优良基因资源。年，Sando将簇毛麦与栽培二粒小麦杂交，获得了20粒种子，开创了簇毛麦远缘杂交的先河。年，Kostoff实现簇毛麦与普通小麦杂交，但难度相对较大。年，Sears和Hyde分别创制了一套完整的小麦-簇毛麦1V-7V附加系，论文以背靠背的形式发表在《AmericanJournalofBotany》上(Sears；Hyde)。后来，Lukaszewski也创制了一套附加系(未发表；Qietal.)。
图1簇毛麦Dasypyrumvillosum
在将簇毛麦有益基因转移到小麦的研究中，我国科学家作出了重要的贡献。年，南京农业大学刘大均院士等利用硬粒小麦与来源于英国剑桥植物园的簇毛麦进行远缘杂交，人工合成了硬粒小麦-簇毛麦双二倍体(刘大均等)。并在此基础上获得全套小麦-簇毛麦异代换系和异附加系(Liuetal.)，其中的6V异附加系和代换系表现高抗白粉病(董凤高等)。为了在小麦育种中更好地利用这一抗病基因，又用扬麦5号或扬麦4号与6V代换系的杂交当代种子进行Co60γ射线处理，创制了普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系，对7个供试白粉病菌系均表现免疫或高抗，且农艺性状与扬麦5号相似(齐莉莉等)。陈佩度等进一步利用双端体和原位杂交分析，结合白粉病抗性的表型鉴定，确定了易位断点靠近着丝粒。这个来源于簇毛麦的抗白粉病新基因被正式命名为Pm21(Chenetal.)。
6VS/6AL易位系R、R和R等育成后发放到了全国的小麦育种单位。由于携带Pm21基因的材料同时含有抗条锈病基因Yr26，深受育种家欢迎，被广泛用于小麦新品种的选育,在小麦白粉病和条锈病防治上发挥了重要作用。目前通过国家和省级品种审定携带Pm21基因小麦新品种有30多个，如南农、扬麦18、扬麦21、内麦9号等主要分布西南和长江中下游麦区，*淮麦区的部分品种如石麦14、金禾和国麦也含有该基因。曹廷杰等()检测了个参加河南省小麦预试的新品系，仅发现国麦和石郑两个品系含有Pm21，说明利用Pm21在*淮小麦主产区育成的品种还较少。鉴于南京农业大学细胞所在簇毛麦种质资源创新和利用上的突出贡献，陈佩度教授等人荣获年国家技术发明二等奖等国家及省部级奖项。
中国农业科学院作物科学研究所陈孝课题组利用来源于前苏联的簇毛麦也创制了硬粒小麦-簇毛麦双二倍体和6D/6V代换系等。抗谱分析表明，6D/6V代换系对国内外87个白粉菌菌株达到高抗和免疫水平(陈孝等)。进而结合幼胚培养及花药培养获得了普通小麦-簇毛麦6VS/6DL易位系，携带抗白粉病基因PmV(李辉等；Lietal.)。但是6VS/6DL易位系在育种上应用较少，明确报道含有PmV的品种只有扬麦22(Bieetal.a；图2)。
图2T6V#2S·6AL和T6V#4S·6DL的细胞遗传鉴定（Zhaoetal.）
国外研究者多侧重于远缘杂交中的遗传学和细胞学行为的研究，较少