小麦黄矮病和小麦白粉病抗病基因的遗传定位

摘要

小麦黄矮病是小麦生产上的主要病害之一,是由大麦黄矮病毒侵染,由蚜虫介导传播的一种病毒病害。小麦种属内尚未发现抗黄矮病基因,而中间偃麦草染色体7Ai-1L长臂上的抗病基因Bdv2,抗性强、抗谱广。为了深入研究抗黄矮病基因Bdv2、精细定位该基因,本研究首先筛选、鉴定出感黄矮病突变体,作为抗黄矮病基因精细定位的基础材料,继之用抗黄矮病基因Bdv2染色体区的PCR标记对这些感黄矮病突变体进行了分析。获得以下结果:
　　 1.抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642携带中间偃麦草抗黄矮病基因Bdv2。从用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理的抗黄矮病小麦易位系YW64的M2-M4代筛选、鉴定出感黄矮病突变体,鉴定出可稳定遗传的感黄矮病突变体5个(10ZG338、10ZG534、10ZG520、10ZG405、10ZG504),其黄矮病抗性丧失程度不等。
　　 2.用分子标记对上述感黄矮病突变体及其对照进行分析,结果发现它们丧失了1-4个分子标记,说明这些突变体中Bdv2及其附近区域有不同碱基位点发生突变。
　　 小麦白粉病是小麦生产上的主要病害之一。采用分子标记定位小麦抗白粉病基因,将找到的紧密连锁的标记与传统育种结合,可以提高选育抗白粉病品种的效率。本研究利用小麦SSR引物对白粉病抗性基因PmHO进行遗传作图,寻找与PmHO紧密连锁的分子标记用于定位抗白粉病基因,有助于进一步克隆抗病基因,培育和推广抗病品种。获得以下主要结果:
　　 1.以抗白粉病的小麦品种ZHO为母本,高感白粉病品种邯4589为父本,配制杂交组合(ZHO×邯4589),利用白粉病菌E09小种对该组合的F1,F2群体的179个单株进行苗期抗病鉴定和遗传分析。结果表明:F1全部单株表现抗病,F2群体有140株抗病单株和39株感病单株,抗病单株:感病单株比例符合3:1的分离,表明小麦ZHO对白粉病菌E09的抗性由一个显性的抗病核基因控制,暂命名为PmHO。
　　 2.利用ZHO×邯4589的F2群体10个抗病单株和感病单株建立抗病池和感病池,采用分布于小麦21个连锁群上的456对SSR引物对和BSA法,筛选在抗病亲本、抗病池和感病亲本、感病池间有多态性的引物对。结果表明,3AS上的标记Xmag912,Xbarc57,Xbarc12,Xmag905,Xwmc532能在抗病亲本、抗病池和感病亲本、感病池间产生与抗病基因相关的多态性。利用ZHO×邯4589的F2群体179个单株进行遗传连锁分析,结果表明Xmag912,Xbarc57,Xbarc12,Xmag905、Xwmc532与PmHO遗传距离分别为3.1cM、3.9cM、4.5cM、7.0cM、8.0cM。由于这些分子标记均位于3AS上,因此将该抗病基因PmHO初步定位在3AS上。目前在3AS上尚未发现抗白粉病主效基因,PmHO可能认为是抗白粉病新基因。

目录

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英文缩写表

1 引言

1.1 小麦黄矮病及其防治

1.2 小麦白粉病及其防治

1.3 小麦抗白粉病主效基因

1.4 用于小麦抗白粉病及抗黄矮病基因研究的分子标记的种类

1.4.1 RFLP标记

1.4.2 SSR标记

1.4.3 RAPD标记

1.4.4 AFLP标记

1.4.5 SCAR

1.4.6 STS标记

1.4.7 SSCP标记

1.4.8 EST标记

1.5 分子标记在小麦中的应用

1.5.1 基因定位及物理作图

1.5.2 构建图谱

1.5.3 DNA指纹对品种的鉴定及DNA指纹库的构建

1.6 分子标记辅助育种

1.7 鉴定易位到小麦背景中的外源遗传物质的方法

1.7.1 形态学标记性状鉴定

1.7.2 细胞学方法鉴定

1.8 本工作的研究意义

第一章 小麦感黄矮病突变体的鉴定和分子分析

2 材料与方法

2.1 供试材料

2.2 原位杂交步骤与方法

2.3 突变体的性状鉴定

2.4 Bdv2区域的分子检测

3 结果与分析

3.1 验证小麦YW642易位片段来自中间偃麦草

3.2 YW642 EMS感黄矮病突变体的表型鉴定

3.3 Bdv2区域变异的分子检测

4 结论与讨论

4.1 讨论

4.2 结论

第二章 小麦抗白粉病基因PmHO的遗传定位

5 材料与方法

5.1 供试材料

5.2 小麦白粉病菌种

5.3 引物及试剂

5.4 仪器

5.5 实验方法与步骤

6 结果与分析

6.1 抗病性鉴定

6.2 遗传分析

6.3 SSR结果与分析

7 结论与讨论

7.1 PmHO的遗传分析

7.2 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢