两套玉米抗病近等基因系的分子标记辅助选择

摘要

玉米大斑病和丝黑穗病都是由真菌所引起的病害，它们的流行常给玉米生产和经济的发展造成严重的损失。
　　 培育抗病品种是防治玉米大斑病和丝黑穗病危害的最经济有效途径，而抗病育种的成效取决于对抗源和抗性遗传机制的认识。目前，对玉米大斑病和丝黑穗病的症状、病原菌种、侵染循环以及流行规律等都研究得相对比较清楚，但对玉米抗大斑病和丝黑穗病QTL的精细定位以及克隆研究还很缺乏。本研究在前人研究基础上，利用对玉米大斑病和丝黑穗病表现明显抗性差异的自交系Mo17（抗病）和黄早四（感病）为试验材料，采用分子标记辅助选择方法，通过回交转育，并结合抗大斑病和丝黑穗病表型鉴定，获得了玉米抗大斑病和抗丝黑穗病的近等基因系，主要研究结果如下：
　　 玉米抗大斑病抗病近等基因系分子标记辅助选择：
　　 1．参照前人已定位的5个抗大斑病QTL的SSR标记，对BC3F2群体（3000株）进行分子标记前景选择，获得了含有供体（Mo17）抗大斑病QTL分子标记的植株305株。
　　 2．在这5个已定位的QTL两侧，选取118个SSR标记在亲本Mo17和黄早四中进行筛选，最终筛选出8个在亲本间具有多态性的标记，其中有6个多态性SSR标记分布在第二条染色体上，分别是：bnlg1327、umc1422、umc1518、bnlg1064、bnlg1138、umc1736；有2个多态性标记分布在第八条染色体上，分别是：umc1359、bnlg1863。利用这8个SSR标记对已筛选出的305株中选单株进行检测，结果有42株在目标区段与供体亲本（Mo17）带型相同。
　　 3．用均匀分布在全基因组且多态性好的124个SSR标记对前景选择后获得的42株中选单株进行背景选择。结果所中选的42份材料中最高遗传背景恢复率为95.86％，最低恢复率为85.4％，其中有13株的遗传背景恢复率达到89％以上，可以作为玉米抗大斑病近等基因系使用。
　　 4．抗玉米大斑病的近等基因系的病级比轮回亲本黄早四的病级明显降低。由此可以说明当第二条染色体上的3个QTL和第八条染色体上的2个QTL存在时，可降低病级。
　　 玉米抗丝黑穗抗病近等基因系分子标记辅助选择：
　　 1．选用与抗病QTL连锁标记phi099对S1代31个株系进行抗性基因检测。结果表明所有单株均带有标记phi099连锁的抗病QTL。
　　 2．用均匀分布在全基因组且多态性较好的55个SSR标记对S1代31个株系进行背景选择。结果S1代的31个株系中恢复率最高可达90.4％，恢复率最低的为71.8％，31个株系的平均背景恢复率为80.5％。有3份材料的背景恢复率达到85％以上，分别是：HS195-1为85.4％；HS195-20为90.4％；HS140-4为87.2％。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表(Abbreviation)

声明

第一章 文献综述

1.1研究问题的由来

1.2玉米大斑病研究概况

1.2.1玉米大斑病的发生与分布

1.2.2玉米大斑病的症状

1.2.3玉米大斑病病害发生和环境条件

1.2.4玉米大斑病防治

1.2.5玉米抗大斑病的抗病机理

1.2.6玉米抗大斑病资源筛选

1.2.7玉米大斑病抗性基因的遗传特征

1.2.8玉米大斑病数量抗性状基因位点(QTL)研究进展

1.3玉米丝黑穗病研究概况

1.3.1玉米丝黑穗病的发生和危害

1.3.2玉米丝黑穗病的症状

1.3.3病原菌侵染方式及其生理分化

1.3.4玉米丝黑穗病病原菌冬孢子的生物学特性

1.3.5玉米丝黑穗病的发病条件和规律

1.3.6玉米丝黑穗病的防治途径

1.3.7玉米丝黑穗病的抗性机制

1.3.8玉米丝黑穗病的抗性遗传

1.3.9玉米丝黑穗病数量抗性状基因位点(QTL)研究进展

1.4分子标记辅助选择

1.4.1分子标记辅助选择的定义

1.4.2分子标记辅助选择原理

1.4.3分子标记辅助选择应用条件

1.4.4质量性状的标记辅助选择

1.4.5数量性状的标记辅助选择

1.4.6标记辅助选择在回交育种中的应用

1.4.7 DNA分子标记

1.5近等基因系分析方法与原理

1.6近等基因系的构建

1.7近等基因系的应用

1.7.1利用近等基因系进行品种改良

1.7.2利用近等基因系进行基因定位

1.7.3玉米抗病近等基因系研究

1.8本研究目的及意义

第二章 玉米抗大斑病近等基因系的分子标记辅助选择

2.1材料与方法

2.1.1供试材料

2.1.2近等基因系的构建过程

2.1.3 BC3F2实验群体的田间设计

2.1.4接种鉴定

2.1.5大斑病病级评价标准

2.1.6植株基因组DNA提取和检测

2.1.7引物

2.1.8 PCR反应体系

2.1.9 PCR反应程序

2.1.10电泳前准备

2.1.11电泳

2.1.12扩增产物的银染

2.1.13背景恢复率计算方法

2.1.14数据统计分析方法

2.2结果与分析

2.2.1分子标记辅助选择

2.2.2玉米抗大斑病近等基因系的抗病性

2.3讨论

2.3.1回交技术在研究特定数量性状基因中的作用

2.3.2分子标记辅助选择

2.4下一步工作的研究设想

第三章 玉米抗丝黑穗病近等基因系分子标记辅助选择

3.1材料与方法

3.1.1供试材料

3.1.2实验方案

3.1.3分子标记检测

3.1.4前景选择分子标记的选用

3.1.5背景选择分子标记的选用

3.2结果与分析

3.2.1前景选择

3.2.2背景选择

3.3讨论

致谢

参考文献

附录