抗条锈病新小种小麦品系的抗性鉴定、遗传分析及SSR分子标记

摘要

小麦条锈病是由条锈菌（Puccinia striiformis West.）引起的小麦叶部病害，是世界小麦生产上最严重的病害之一，也是我国冬小麦最重要的病害和主要防治对象。国内外生产实践和研究表明，选育抗条锈病小麦品种是控制小麦条锈病最经济、最有效、最生态的途径。
　　 四川省当前推广品种的条锈病抗性主要来自川麦42、贵农系列以及南农92R系列。其中，川麦42是由四川省农业科学院作物研究所杨武云利用CIMMYT人工合成小麦与中国小麦杂交选育而成的高产、抗条锈病新品种，对当前国内流行的所有条锈菌生理小种表现高抗，是目前四川省和长江中下游麦区主要推广小麦品种。但是，2009～2011年连续三年在四川省发现了川麦42感条锈病的情况，张贵胜等从感条锈病川麦42植株上分离到了新的条锈菌突变株。利用该新条锈菌突变株对来自四川省62个地点的生产品种进行抗病性鉴定，发现能对新突变菌株表现抗性的品种极少;而在39个四川省后备品种中，绝大部分不具备抗性。由于当前四川省小麦品种中抗条锈病基因单一，该新条锈菌突变株的出现将会对四川省乃至全国小麦生产造成潜在威胁。因此，迫切需要寻找新的抗小麦条锈病抗源。
　　 本研究利用从小麦品种川麦42上分离到的条锈菌新突变菌株CM42-X和当前流行条锈菌混合小种，分别在温室和连续两年在田间对自主选育的9个小麦新品系进行抗性鉴定，从中筛选在两种条件下均表现出稳定抗病性的品系为抗病亲本与感条锈病小麦品种川麦28和川育12，分别构建分离群体，分析它们的抗条锈病基因遗传特性，并筛选与抗病基因连锁的SSR标记。主要研究结果如下:
　　 1、小麦新品系的条锈病抗性鉴定
　　 经过温室苗期和连续两年的田间鉴定，其中对新条锈菌株CM42-X和当前流行条锈菌均表现出稳定的抗性（免疫或近免疫）的有“CD011鉴33”、“CD011鉴46”、“CD011鉴56”、“CD3779”和“CD3788”;对当前流行条锈菌表现出抗病性，但对新条锈菌株CM42-X表现4级感病的有“CD0534-5”和“CD3787”;对新条锈菌株CM42-X和当前流行条锈菌均表现出感病性的有“CD0534-4”;“CD011鉴41”对当前流行条锈菌表现出抗病性，对新条锈菌株CM42-X表现出27株3级，14株0;级的表型分离。对照小麦品种川麦42对当前流行条锈菌表现出抗病性，但对新条锈菌株CM42-X表现4级感病;川麦28和川育12对新条锈菌株CM42-X和当前流行条锈菌均表现出感病性。
　　 2、抗条锈病小麦新品系遗传特性分析
　　 “CD011鉴33”×川麦28组合的F1代植株对新菌株CM42-X和当前流行条锈菌均表现免疫或近免疫。F2群体的抗感比例分别为374∶141和186∶57，经卡方检验符合3∶1(x2=1.554&0.309，P＞0.05)。结果表明小麦新品系“CD011鉴33”对新菌株CM42-X和当前流行条锈菌的抗性受一对显性抗条锈病基因控制，暂命名为YrJ33。
　　 “CD011鉴46”×川麦28组合的F1代植株对新菌株CM42-X和当前流行条锈菌均表现免疫或近免疫。F2群体的抗感比例分别为380∶139和186∶59，经卡方检验符合3∶1(x2=0.879&0.110，P＞0.05)。结果表明小麦新品系“CD011鉴46”对新菌株CM42-X和当前流行条锈菌的抗性受一对显性抗条锈病基因控制，暂命名为YrJ46。
　　 3、抗条锈病基因YrJ33的SSR分子标记
　　 从均匀分布于小麦21条染色体上的519对SSR引物中筛选到标记Xcfd21与“CD011鉴33”所携带的抗病基因YrJ33连锁。结果显示，374个抗病单株中335个能够扩增出与抗病亲本和抗池一致多态性片段，141个感病单株中122个能够扩增出与感病亲本和感病池一致多态性片段，利用Mapmaker3.0分析Xcfd21与YrJ33之间的连锁距离为11.26cM。并根据标记Xcfd21位于小麦染色体1DS和7DL上，推测YrJ33可能位于小麦的1D或7D染色体上。
　　 综上所述，本研究针对能使川麦42感病的条锈新菌株CM42-X和当前流行条锈菌鉴定筛选出了具有稳定抗病性的小麦新品系“CD011鉴33”、“CD011鉴46”、“CD011鉴56”、“CD3779”和“CD3788”。对“CD011鉴33”和“CD011鉴46”的抗性遗传分析表明，其抗性分别受一对显性核基因控制，分别命名为YrJ33和YrJ46。利用SSR分子标记，筛选到与YrJ33连锁的标记Xcfd21。本研究为预防条锈新菌株CM42-X的大面积爆发以及小麦抗条锈病分子标记辅助育种提供理论依据，也为抗条锈病基因YrJ33的进一步定位和利用奠定基础。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 小麦条锈病的发生与防治

1．1．1 小麦条锈病的发生、流行与危害

1．1．2 小麦条锈病的预防与治理

1．2 小麦条锈病研究

1．2．1 小麦条锈病研究简史

1．2．2 小麦抗条锈病性类型

1．2．3 小麦抗条锈病基因

1．3 分子标记在小麦抗条锈病研究中的应用

1．3．1 分子标记技术的类型和特点

1．3．2 分子标记技术在小麦抗条锈病基因中的研究

1．4 小麦抗病基因分子克隆研究进展

1．4．1 基于比较基因组学的小麦基因图位克隆

1．4．2 基于小麦亚基因组的小麦基因图位克隆

1．4．3 基于同源序列的侯选基因法

第二章 绪论

2．1 本研究的目的和意义

2．2 本研究的范围和内容

第三章 实验材料和方法

3．1 实验材料

3．1．1 供试小麦材料

3．1．2 条锈病原菌

3．2 实验方法

3．2．1 条锈病抗性鉴定

3．2．2 条锈病抗性遗传分析

3．2．3 抗条锈病基因的分子标记

第四章 研究结果与分析

4．1 小麦新品系的抗条锈性鉴定

4．1．1 温室苗期抗条锈性鉴定

4．1．2 田间抗条锈性鉴定

4．2 “CD011鉴33”和“CD011鉴46’’抗条锈性遗传分析

4．2．1 “CD011鉴33”和“CD011鉴46”对新菌株CM42-X的抗性遗传分析

4．2．2 “CD011鉴33”和“CD011鉴46”对当前流行条锈菌抗性遗传分析

4．3 抗条锈病基因YrJ33的SSR标记筛选

第五章 讨论与结论

参考文献

致谢

在学期间所发表的论文