小麦品系周8425B中抗叶锈基因LrZH84的分子作图

摘要

由叶锈菌引起的小麦叶锈病是影响小麦生产的主要病害之一。适宜范围广，发生区域大，条件适宜可造成40％甚至更大的产量损失。培育和利用抗叶锈品种是减轻叶锈病危害最经济、有效、安全的方法。要想利用抗病基因控制叶锈病，必须了解和掌握主要抗源材料和推广品种中的抗性基因。因此深入研究小麦抗叶锈遗传规律，持续不断地发掘和标记小麦抗叶锈新基因对抗病育种和病害防治具有重要意义。周8425B自从1984年由周口农科院选育以来，一直表现出对条锈病和叶锈病的抗性。迄今为止周8425B的衍生品种已有30多个，累计推广面积600万公顷，在抗病育种和生产上具有重要的应用价值。本研究以周8425B为材料，应用基因推导、抗性遗传分析和SSR分子标记技术对周8425B抗叶锈性进行研究，初步明确了周8425B的遗传特性。主要取得以下成果: 1.利用基因推导法，通过比较周8425B及37个已知Lr基因品系对20个不同毒力的叶锈菌生理小种的抗病反应型，推导出周8425B中的抗叶锈基因与这些已知基因不同，可能含有新的抗叶锈基因。 2.用叶锈菌流行小种THTT接种亲本周8425B，中国春及其杂交获得的F1，F2代群体及F3家系，观测各代的抗感分离情况，对周8425B进行遗传分析，结果表明周8425B对生理小种THTT的抗性由1对显性基因控制，暂命名为LrZH84。 3.在5℃(夜)/10℃、15℃(夜)/20℃、25℃(夜)/30℃ 3个温度条件下对周8425B接种FKJS，PKQQ，PHQS和THTT4个叶锈菌生理小种，鉴定LrZH84的温敏抗性，结果显示LrZH84在不同的温度条件下对这4个生理小种抗病反应无显著差异，表明LrZH84无温敏特性。 4.利用SSR技术和分离群体分组法(BSA)分析F2代群体和F3家系，进行抗叶锈基因分子标记，用作图软件:MapManager QTXb20进行连锁分析、构建抗病基因所在染色体的遗传图谱。结果表明周8425B携带的显性抗病基因LrZH84位于1BL染色体。该基因与位于1B染色体的7个SSR标记wmc419，wmc694，wmc269barc240，barc8，bare181，gwm582紧密连锁，遗传距离为3.9cM到12.0cM，其中在LrZH84两侧最近的SSR标记为gwm582和barc8，遗传距离分别为3.9 cM和5.2 cM.用LrZH84两侧最近的SSR标记gwm582和barc8检测136个F3家系，结果显示LrZH84距gwm582和barc8的遗传距离分别为4.9cM和7.7cM，与F2群体的分析结果基本一致。 5.用叶锈菌生理小种THTT和MBHP接种亲本周8425B，中国春，TcLr26和136个F3家系，结果显示周8425B对THTT和MBHP分别表现中抗和高抗，TcLr26对THTT表现高感而对MBHP表现高抗。用两个特异性标记ω-secain和Glu-B3检测136个F3家系，结果显示LrZH84与Lr26的遗传距离为7.7cM，表明LrZH84不同于Lr26。 6.目前定位于1B染色体的已知抗叶锈基因有Lr26，Lr33，Lr44，Lr46，Lr51，Lr55.在苗期用20个叶锈菌种对周8425B和携带Lr26，Lr33，Lr44基因的载体品种进行抗性鉴定，抗谱分析结果表明，LrZH84的抗谱不同于Lr26，Lr33，Lr44.Lr46为成株抗病基因。此外，LrZH84与Lr44，Lr51，Lr55的来源不同，表明LrZH84可能是一个新的抗叶锈病基因。 7.用叶锈菌生理小种THTT接种周8425B，中国春，周78A，安农7959，山前麦和练丰1号，结果显示周8425B，周78A，山前麦对THTT表现中抗，中国春、安农7959和练丰1号对THTT表现感病。用SSR标记gwm582和bare8检测周8425B，中国春及周8425B的亲本材料周78A，山前麦和安农7959，结果显示周8425B与周78A，山前麦的带型一致，中国春与安农7959的带型一致，表明LrZH84可能来源于山前麦。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1基因推导法

1.2常规杂交法

1.3染色体定位

1.3.1单体分析法

1.3.2缺体分析法

1.3.3端体分析法

1.4遗传标记

1.4.1形态标记

1.4.2细胞标记

1.4.3生化标记

1.4.4分子标记

2材料与方法

2.1主要仪器及供试试剂

2.1.1仪器

2.1.2试剂

2.2试验材料

2.2.1小麦材料

2.2.2菌种材料

2.3试验方法

2.3.1菌种的纯化及扩繁

2.3.2基因推导

2.3.3苗期抗病性鉴定

2.3.4成株期抗病性鉴定

2.3.5周8425B温敏抗叶锈性鉴定

2.3.6叶片总DNA的提取

2.3.7 DNA的浓度测定

2.3.8抗感池建立

2.3.9 F3家系中1RS.1BL类型的检测

2.3.10 SSR标记筛选

2.3.11 PCR反应

2.3.12聚丙烯酰胺凝胶电泳

2.3.13连锁分析和遗传作图

3结果与分析

3.1基因推导

3.2周8425B中抗叶锈基因的遗传分析

3.2.1温室苗期试验

3.2.2大田成株试验

3.3温敏试验

3.4连锁分析和遗传作图

3.5 Lr26和LrZH84的关系

3.6抗病基因LrZH84的来源

4讨论

4.1抗叶锈基因LrZH84的连锁图谱

4.2抗叶锈基因LrZH84的特性

4.3位于1B染色体上的Lr26，Lr33，Lr44，Lr46，Lr51，Lr55和LrZH84的比较

4.4我国小麦抗叶锈病育种

4.5 SSR分子标记和分离群体分析法

4.6展望和计划

5结论

参考文献

附录

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢