中国小麦条锈菌鉴别寄主尤皮Ⅱ号、阿夫抗条锈病基因定位及分子标记

摘要

小麦条锈病是一种世界性病害,中国是世界上最大的小麦条锈病流行区,条锈菌又是一个相对独立的流行区系.由于小麦条锈菌尚未发现有性阶段,利用寄主的抗病基因也就成为鉴定小种致病基因的唯一途径.因此,明确中国小麦条锈菌鉴别寄主的抗条锈基因及其遗传特点,是监测小麦条锈菌生理小种动向,进行生理专化研究的基础,并将中国小种鉴定和品种抗病性分析提高到基因分析水平,将基因分析工作纳入国际轨道,为抗病育种和基因布局提供依据.尤皮Ⅱ号、Hybrid46、阿夫是重要的中国小麦条锈菌鉴别寄主,明确其抗条锈基因,并标记、定位,具有重要的理论与实际意义.该研究采用常规杂交分析方法,明确了以中国小麦条锈菌鉴别寄主尤皮Ⅱ号为抗性供体,以至今尚未发现有抗条锈基因的Taichung29为背景转育而成的抗条锈近等基因系Taichung29*6/尤皮Ⅱ号对中国条锈菌系Su-1的抗性由1对显性基因控制.通过SSR标记定位技术,选用位于2B、4B染色体上的SSR引物,对近等基因系Taichung29*6/尤皮Ⅱ号及其轮回亲本Taichung29和基因供体尤皮Ⅱ号的基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析,结果显示,在99对SSR引物中有2对引物WMS501和WMC335在近等基因系和轮回亲本间稳定扩增出了有多态性的DNA片段,在近等基因系中扩增出的特异片段同时也出现在抗性供体亲本尤皮Ⅱ号中.遗传连锁性检验表明,微卫星标记WMS501与目的基因连锁,在抗、感亲本中扩增出多态性条带为WMS501-190bp和WMS501-182bp,并证明该基因为YrJu4.而所获标记WMC335与目的基因不连锁.用Xgwm501检测159株F<,2>代群体中抗、感单株,有1株发生交换,Mapmaker软件计算WMS501标记位点与目的基因的遗传距离为1.2cM,LOD值74.54;根据Roder等(1998)微卫星图谱,确定抗条锈基因YrJu4位于2B染色体的长臂上.尤皮Ⅱ号是具有特别鉴别能力的中国小麦条锈菌鉴别寄主,建议将此基因按国际编号命名为Yr34.按照基因供体Hybrid46所含抗条锈基因Yr3b、Yr4b、YrH46及其染色体定位,选用6A、3B、6B染色体上116对SSR引物,对其近等基因系Taichung29*6/Hybrid46及其轮回亲本Taichung29基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析.结果表明,有10对引物在近等基因系和轮回亲本间有多态性.为进一步标记和定位该基因奠定了基础.采用常规杂交分析方法,对铭贤169与阿夫杂交的F<,1>、F<,2>、BC<,1>代及其亲本进行抗性鉴定和统计分析,结果表明,阿夫对2E16菌系的抗性至少由1对显性抗条锈基因控制;通过单体分析将阿夫抗2E16菌系的1对显性基因定位在3B染色体上,等位性分析表明该基因不同于目前的已知基因.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1小麦条锈病抗性遗传研究历史

2小麦条锈病抗性遗传研究现状

2.1小麦抗条锈病基因的遗传分析与定位

2.2小麦条锈病抗病基因的分子标记

3植物抗病基因分子标记方法及应用

3.1 RFLP标记

3.2 RAPD标记

3.3 SSR标记

3.4 STS标记

3.5 AFLP标记

3.6 RGA标记

3.7 ISSR标记

3.8 GISH或FISH

3.9 mRNA DD

4小麦条锈菌鉴别寄主抗性遗传研究现状及意义

第二章研究目的、意义和研究内容

1研究目的和意义

2研究内容

2.1阿夫、Taichung29*6/尤皮Ⅱ号抗条锈病基因的遗传分析

2.2阿夫未知主效抗条锈病基因的染色体定位

2.3近等基因系抗条锈病基因的分子标记定位

2.4近等基因系Taichung29*6/Hybrid 46与轮回亲本Taichung29间SSR多态性分析

3技术路线

第三章中国小麦条锈菌鉴别寄主阿夫抗条锈基因染色体定位

1材料与方法

1.1供试小麦品种(系)及杂交组合配制

1.2供试小麦条锈菌生理小种(菌系)及菌种繁殖与保存

1.3苗期抗病性鉴定

1.4单体分析原理

2结果与分析

2.1阿夫抗2E1 6菌系的基因遗传特点研究

2.2阿夫对2E16菌系的抗条锈主效基因的染色体定位

2.3阿夫与供试品种中抗2E16菌系基因的异同比较

3结论与讨论

第四章尤皮Ⅱ号抗条锈基因分子标记的建立及基因定位

1材料与方法

1.1 Taichung29*6/尤皮Ⅱ号抗条锈基因遗传分析

1.2 Taichung29*6/尤皮Ⅱ号抗条锈基因的SSR标记定位

1.3微卫星扩增

1.4扩增产物的检测

1.5所获标记DNA与抗病基因连锁分析

1.6用SSR标记对近等基因系Taichung29*6/尤皮Ⅱ号不同株系进行分子检测

2结果与分析

2.1小麦抗条锈近等基因系Taichung29*6/尤皮Ⅱ号的抗性基因分析

2.2小麦叶片基因组DNA提取与检测

2.3 Talchung29*6/尤皮Ⅱ号抗条锈基因的标记、定位及检测

2.4用SSR标记检测近等基因系Taichung29*6/尤皮Ⅱ号的不同株系

2.5YrJu4基因与Yr5基因的异同比较

3.讨论

3.1与YrJu4基因连锁的分子标记建立

3.2 Tai chung29*6/尤皮Ⅱ号中YrJu4与已知基因的异同比较

3.3近等基因系目的基因的分子检测

3.4 SSR技术操作中值得注意的问题

第五章Taichung29*6/Hybrid46抗条锈病基因分子标记的筛选

1材料

1.1材料

2研究方法

2、1基因组DNA的提取

2、2、微卫星扩增

2、3扩增产物的检测

3结果与分析

3.1 Taichung29*6/Hybrid46抗条锈病基因分子标记的筛选

3.2部分微卫星标记在近等基因系和轮回亲本间扩增的有多态性的产物

4讨论

参考文献

致谢

作者简历