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Abstract
There has not been a major wheat stem rust epidemic in Canada since 1954. The detection of race TTKSK, with virulence to Sr31 and most other stem rust resistance genes in wheat, presents a threat to the wheat crop worldwide. Single disease resistance genes are usually effective for only several years before the pathogen changes genetically to overcome the resistance. To produce more durable resistance to race TTKSK, as well as to leaf rust and Fusarium head blight (FHB), we produced pyramided lines with several resistance genes. A population of 68 doubled haploids was produced from the hybrid ‘AC Cadillac’ (SrCad, Lr34)/‘Carberry’ (Lr34, Fhb1) × ‘RL5405' (Sr33)/‘Carberry’ (Lr34, Fhb1). A total of 16 combinations of variable numbers of the four genes were recovered by marker assisted selection. The most notable combination with four of the genes was Sr33, SrCad, Lr34 and Fhb1. Two such lines were recovered. All pyramided lines with Lr34 and SrCad or Sr33 were resistant to race TTKSK, while two control wheat varieties 'Shaw’ and ‘Little Club’ were susceptible. The two pyramided lines (SrCad-Sr33-Lr34-Fhb1) were relatively more resistant than the lines containing only one gene for stem rust resistance. The pyramided lines with Lr34 showed good resistance to leaf rust races 12–3 MBDS and TDBG. The pyramids with Fhb1 did not show a lowered expression of Fusarium head blight.
Résumé
Il n’y a pas eu de grave épidémie de rouille de la tige du blé au Canada depuis 1954. La détection de la race TTKSK, virulente à l’égard du gène de résistance Sr31 et de la majorité des autres gènes de résistance à la rouille de la tige chez le blé, constitue une menace pour les cultures de blé, et ce, partout dans le monde. La résistance à la maladie attribuable à un seul gène n’est habituellement efficace que pour quelques années avant que l’agent pathogène change génétiquement pour finalement vaincre la résistance. Pour développer une résistance plus durable à la race TTKSK, ainsi qu’à la rouille des feuilles et à la brûlure de l’épi causée par Fusarium (FHB), nous avons produit des lignées cumulant plusieurs gènes de résistance. Une population de 68 dihaploïdes a été créée à partir de l’hybride ‘AC Cadillac’ (SrCad, Lr34)’/‘Carberry’ (Lr34, Fhb1) × ‘RL5405' (Sr33)/‘Carberry’ (Lr34, Fhb1). En tout, 16 combinaisons affichant un nombre variable des quatre gènes ont été récupérées par sélection effectuée à l’aide de marqueurs moléculaires. La sélection la plus remarquable possédant quatre des gènes était Sr33, SrCad, Lr34 et Fhb1. Deux telles lignées ont été récupérées. Toutes les lignées possédant la combinaison Lr34 et SrCad ou Sr33 étaient résistantes à la race TTKSK, tandis que deux variétés témoins, ‘Shaw’ et ‘Little Club’, lui étaient réceptives. Les deux lignées cumulant les gènes de résistance (SrCad-Sr33-Lr34-Fhb1) étaient relativement plus résistantes à la rouille de la tige que les lignées en contenant qu’un seul. Les lignées cumulant les gènes, comportant Lr34, ont affiché une bonne résistance aux races 12-3 MBDS et TDBG de la rouille des feuilles. Les lignées comportant le gène Fhb1 n’ont pas affiché de diminution de l’expression de la brûlure de l’épi causée par Fusarium.
Acknowledgements
Financial assistance in the form of grants from the Grain Farmers of Ontario, Western Grains Research Foundation and Science and Technology Planning Project of Qinghai Province, China [2011-Z-716] is gratefully acknowledged.