小麦“N553×扬麦13”RIL群体赤霉病抗性及重要农艺性状QTL分析

摘要

小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是温暖湿润和半湿润地区广泛发生的一种全球性、毁灭性病害，其致病菌以禾谷镰刀菌为主。赤霉病不仅造成小麦产量的巨大损失，还使籽粒品质变劣，病麦粒中残留的由病原真菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)等毒素严重影响人畜的健康安全，小麦赤霉病抗性是由主效基因加微效基因控制的数量性状，并且受环境影响较大，影响选择效率，所以挖掘抗赤QTL，利用与抗赤霉病QTL紧密连锁的分子标记，可为抗赤育种提供帮助。本试验以N553与扬麦13的184个重组自交系为材料，对小麦赤霉病抗性QTL进行分析，得到以下主要结果:
　　1.对实验室2018对SSR和STS引物在N553与扬麦13间进行多态性筛选，共有269对分子标记在亲本间具有多态性。采用JoinMap4软件构建遗传连锁图谱，共构建了37个连锁群，包含217个分子标记，连锁图谱长度1710.296cM，标记间的平均距离为7.88cM。
　　2.2015、2016在赤霉病重发区江苏扬州和福建建阳进行连续两年的赤霉病抗性鉴定，并进行QTL检测。共检测到5个赤霉病抗性QTL，其中1个主效QTL，位于2D染色体上，该位点在2015年及2016年扬州单花滴注的情况下分别可解释8.17％、11.42％的赤霉病抗性;在第3染色体短臂上检测到1个QTL位点，位于标记barc102-gwm533之间，QFhb.jaas-3B在2015、2016扬州孢子液单花滴注、孢子液弥雾及2016年建阳自然发病的情况下均被检测到，可解释5.33％-42.96％的表型变异。另外3个QTL贡献率均小于10％，分别位于染色体2BS、3BL、4AS上。
　　3.将本研究所用的重组自交系群体根据2DS、3BS抗性位点的有无划分为4个组，对各组赤霉病发病情况进行方差分析，结果显示，各组之间赤霉病抗性具有显著差异，其中两个抗性位点均存在的组，赤霉病发病情况最轻，表明两个抗性位点结合可显著提高赤霉病抗性。
　　4.本研究共检测到一个与小穗密度相关的QTL，该位点在2015及2016年均被检测到，贡献率分别为6.08％、5.36％。本研究共检测到5个与株高相关的QTL，单个QTL的贡献率为4.86％-8.93％，其中QPh.jaas-5BS、QPh.jaas-6BL在2015、2016年均被检测到。
　　5.小穗密度与赤霉病发病情况呈显著正相关，且控制小穗密度的QTL与控制赤霉病抗性的QTL紧密连锁。株高在单花滴注的情况下与赤霉病发病情况无显著相关性，在孢子液弥雾和自然发病情况下与赤霉病发病情况呈显著负相关，控制相关性状的QTL不连锁。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 小麦赤霉病

1．1．1 小麦赤霉病病原菌及其致病机制

1．1．2 小麦赤霉病的抗性类型及鉴定方法

1．1．3 小麦赤霉病抗源

1．1．4 赤霉病抗性相关主效QTL

1．1．5 小麦赤霉病抗性育种中存在的问题

1．2 遗传图谱的构建

1．2．1 亲本的选择与群体大小

1．2．2 作图群体

1．2．3 DNA分子标记

1．3 QTL定位的方法

1．3．1 单标记分析法(Single Marker Analysis，SMA)

1．3．2 区间作图法(interval mapping，IM)

1．3．3 复合区间作图法(composite interval mapping，CIM)

1．3．4 混合线性模型法(mixed composite interval mapping，MCIM)

2 引言

3 材料与方法

3．1 遗传分离群体

3．2 赤霉菌菌株

3．3 赤霉病抗性鉴定

3．4 农艺性状调查

3．5 分子标记分析

3．5．1 植物基因组DNA的提取

3．5．2 分子标记的筛选

3．5．3 PCR反应

3．5．4 聚丙烯酰胺凝胶电泳

3．6 连锁图谱构建及QTL检测

4 结果与分析

4．1 遗传连锁图谱的构建

4．2 抗性亲本N553

4．3 表型性状变异分析

4．3．1 赤霉病抗性表现

4．3．2 农艺性状表现

4．4 QTL分析

4．4．1 赤霉病抗性QTL分析

4．4．2 不同抗性QTL组合的比较分析

4．4．3 农艺性状的QTL定位

4．4．4 农艺性状与赤霉病抗性的相关分析

5 结论与讨论

5．1 遗传连锁图谱的构建

5．2 小麦赤霉病抗性与农艺性状的关系

5．3 小麦赤霉病抗性QTL

5．4 抗源N553

参考文献

英文缩略表

附录