北方冬麦区137份小麦品种麦红吸浆虫抗性筛选及关联分析

摘要

麦红吸浆虫（Sitodiplosis mosellana Géhin）是严重影响小麦产量和品质的重要农业害虫，选育和利用抗虫品种是降低虫害造成的小麦产量损失最经济、安全、有效的措施。由于害虫迁飞、前茬作物、抗虫小麦资源缺乏以及小麦田间抗虫鉴定的稳定性、准确性差等因素的影响，导致小麦抗虫育种工作进展缓慢。分子标记及辅助选择技术的出现和在小麦抗虫育种中的应用，能够显著降低其它因素的干扰，进而提高育种选择效率。加拿大已有借助标记辅助选择培育出抗虫品系的成功报道，国内有关小麦对吸浆虫抗性遗传及分子标记的研究相对较少。本研究针对近年来我国小麦主产区吸浆虫为害严重、抗虫种质资源缺乏和抗虫育种效率低的现状，在对小麦吸浆虫抗性鉴定方法探索的基础上，于人工培育的吸浆虫圃中，对近年来我国北方冬麦区审定、推广的137份小麦品种进行了吸浆虫抗性鉴定，并应用基于连锁不平衡原理的关联分析方法，尝试从中鉴定可用于抗虫育种的小麦种质资源、发掘与麦红吸浆虫抗性显著关联的分子标记位点，研究结果将对鉴定、筛选和利用抗虫小麦资源，应用抗虫性关联标记辅助选择吸浆虫抗性具有重要意义。主要结果如下:
　　1.在人工培育的吸浆虫圃上，利用一套较完整的田间抗性鉴定方法对我国北方冬麦区137份主栽小麦品种进行了吸浆虫抗性鉴定。2013年筛选到高抗吸浆虫小麦品种34个，中抗品种29个，低抗品种25个，感虫品种17个、高感品种32个;2014年抗虫鉴定得到免疫品种1个、高抗品种41个、中抗品种33个、低抗品种29个，感虫品种12个，高感品种21个。两年抗虫鉴定结果中部分品种差异显著，因此分别对两年的抗虫鉴定数据进行关联分析。
　　2.利用均匀分布于小麦21条染色体上的273对多态性SSR引物，分析了137份供试小麦品种的遗传多样性，共检测到SSR等位变异963个，每对引物扩增到等位变异2～9个（平均为3.56个）。在A、B、D基因组中，以B基因组遗传多样性水平最高，D基因组最低;在7个同源群染色体中，以第4、7同源群染色体具有较高的遗传多样性，第5同源群染色体多样性水平最低;在21条染色体中，以4A、4D染色体具有较高的遗传多样性，5D、1D染色体的多样性最低;在137份供试小麦品种中，以高抗和中抗吸浆虫品种的遗传多样性水平较高。
　　3.根据SSR扩增数据，分析了137份小麦品种的遗传结构和连锁不平衡(Linkagedisequilibrium，LD)程度。供试小麦品种可划分为5个亚群，另有12份小麦品种被划分到具混合来源的亚群。连锁不平衡分析确定了群体的背景LD值为r2=0.0467，以此为基准线计算出整个群体LD衰减距离为25.8cM。
　　4.利用TASSEL3.0软件中的混合线性模型，分析了多态性SSR标记与吸浆虫抗性间的关联，2013年检测到5个与吸浆虫抗性显著关联的标记，2014年检测6个与吸浆虫抗性显著关联的标记，其中Xgwm169与Xgwm108同时在两年被检测到。研究结果将对拓宽小麦抗虫育种的亲本来源范围，进一步定位小麦抗吸浆虫基因/QTL关联标记、应用标记辅助选择抗虫性具有重要意义。

目录

声明

摘要

论文所用缩略词及中英文对照

第一章 文献综述

1 麦红吸浆虫

1．1 麦红吸浆虫的发生与危害

1．2 麦红吸浆虫的生物学特性

1．3 麦红吸浆虫的研究进展

2 麦红吸浆虫抗性鉴定及遗传研究进展

2．1 小麦对吸浆虫的抗性机制

2．2 小麦吸浆虫的鉴定方法

2．3 小麦抗吸浆虫遗传与基因定位研究

3 小麦抗性遗传研究进展

3．1 小麦抗性遗传

3．2 连锁作图分析

3．3 关联分析

4 本研究的目的意义

5 技术路线

第二章 北方冬麦区主栽小麦品种麦红吸浆虫抗性鉴定

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 田间试验设计

1．3 麦红吸浆虫的抗性鉴定

2 结果与分析

3 讨论

第三章 北方冬麦区小麦品种的遗传多样性分析

1 试验材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验方法

2 结果与分析

2．1 多态性标记分析

2．2 遗传多样性分析

3 讨论

第四章 基于全基因组的抗吸浆虫性关联分析

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 表型数据测定

1．3 基因型分析

1．4 数据处理与分析

1．5 SSR标记-供试小麦品种目标性状间的关联分析

2 结果与分析

2．1 群体结构分析

2．2 连锁不平衡分析

2．3 性状-标记关联分析

3 讨论

3．1 群体结构分析

3．2 连锁不平衡分析

3．3 关联分析

3．4 关联分析与连锁作图的整合

第五章 结论

参考文献

作者简介

在读期间发表的学术论文

致谢