玉米穗轴对穗粒腐病抗性的遗传研究

摘要

玉米是中国主要的粮食作物、饲料作物和重要的工业原料,在国家粮食安全中发挥重要作用.玉米穗粒腐病是世界上普遍发生、危害严重的真菌病害.籽粒由着生在穗轴上的雌蕊原基发育而成,营养物质由穗轴运输到籽粒,病原菌可通过穗轴传播至籽粒,引起籽粒腐烂,严重影响了玉米的产量和品质,因此穗轴抗性研究是玉米穗粒腐抗性遗传研究中的重要部分。针对穗轴抗性遗传研究课题组工作积累建立了接种体系和抗性鉴定体系。用BT-1（穗轴抗病）与西502（穗轴感病）构建了分子标记遗传连锁图谱。利用BT-1与西502的F2群体进行表型鉴定，在第二染色体上检测出一个多年份、多环境稳定的主效抗病QTLqRcfv2。2008-2016年课题组通过分子标记辅助选择并结合抗性鉴定选育了qRcfv2正反向近等基因系（正向近等基因系发展到BC4F2，反向近等基因系发展到BC4F3）并对主效抗病QTLqRcfv2进行验证，同时将含有目标片段的近等基因系自交和回交构建分离群体，缩小定位区间的物理距离到1.8M。2014-2015年2年4环境的关联分析检测到61个与抗性相关的显著的SNP位点(P＜4×l0-4)，结合6年多环境的连锁分析与关联分析得到稳定的抗性QTL有2个，分别在2、6染色体上，根据QTL的贡献率，把研究集中在第2染色体的McFv2上。其中处于第2染色体目标区间1.8M内有8个显著的SNP位点，其中多环境检测到的3个功能基因，通过定量分析发现其中2个基因对接种轮枝镰刀菌有响应，属于GATA锌指转录因子家族和蛋白激酶家族，推测这两个基因可能通过参与胁迫响应的信号转导过程，影响到穗轴对穗粒腐病的抗性，为精细定位和图位克隆工作奠定了基础。课题组在对QTLqRcfv2进行图位克隆与功能验证的同时，拟构建BT-1与西502的BC3F2和BC4F1分离群体对抗病QTLqRcfv6进行鉴定、验证以及精细定位。