小偃麦新种质抗性评价及抗条锈基因初步定位

摘要

条锈病和白粉病是我国乃至世界小麦生产中两大重要病害。在我国，小麦的种植面积和总产量仅次于水稻，居第二位。因而能否对这两种病害进行有效防治直接关系到我国主要粮食作物的安全生产。选育抗病品种是防治小麦病害的主要手段。但除Yr5、Yr10、Yr15、Yr24、Yr26和Pm2+6、Pm16、Pm20、Pm21、Pm43等分别对当前条锈菌优势小种YRC32和白粉菌强毒力小种E20、E21抗性较好外，其它抗性基因均成为无效抗病基因。因此，发掘新的抗病基因对实现抗源多样化，进而持久控制小麦病害至关重要。
　　中间偃麦草（Thinopyrum intermedium，2n=42）是在小麦遗传改良中利用最为广泛的一个小麦野生近缘植物。为导入其对条锈、白粉的优良抗性，山西农科院畅志坚等利用自育的八倍体小偃麦新类型“TAI7045”、“TAI7047”作抗源、分别与感病的普通小麦品种（系）杂交、回交，获得一批兼抗小麦白粉、条锈病的小偃麦新材料和新品系。本研究在对其白粉病抗性进行评价的同时，并以源于TAI7047的抗条锈病新品系CH7114为材料，采用微卫星(SSR)标记对其抗性基因进行标记定位，取得如下研究结果:
　　1、对衍生于“TAI7045”的抗病新品系和新材料的抗性评价结果表明:有57份对白粉病菌优势小种E09和强毒力小种E20、E21表现为免疫或高抗，占测试材料67.9％;中抗的10份，占11.9％。同时，对随机选取的4份抗病品系及其与普通小麦的杂种F1进行了根尖细胞有丝分裂中期染色体计数和花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)染色体构型分析，结果表明，它们的染色体数目均为2n=42，4个材料及其与“中国春”杂种F1的平均染色体配对构型分别为0.13Ⅰ+19.75Ⅱ+0.06Ⅲ和0.16Ⅰ+20.06Ⅱ+0.04Ⅲ，而且与“中国春”小麦的染色体配对构型无显著差异，说明它们的染色体组成与普通小麦基本一致，并在细胞学上具有良好的稳定性。
　　2、CH7114是一个衍生于八倍体小偃麦TAI7047的多抗性小麦种质系。抗性检测表明它对条中30、条中31、条中32和水源14(Su-14)多个条锈菌的流行小种和强毒力小种均有良好抗性。抗性鉴定及遗传分析表明，CH7114的抗性来自于中间偃麦草，由一对显性基因控制，暂命名为YrCH7114。用条中32对来自SY95-71×CH7114的218个F2植株进行SSR标记分析。结果发现2个标记Xbarc130和Xgwm205在抗、感DNA池及双亲间同样具有多态性，它们均位于小麦5D染色体的短臂(5DS)。通过对由160个抗病株和58个感病株组成的F2群体进行遗传连锁性检测，上述标记均与抗病基因连锁，其大致顺序和遗传距离为Xbarc130(9.7cM)-YrCH7114-Xgwm205(14.6cM)。由于在已定名的抗条锈基因中，仅有Yr40位于5DS，且源于山羊草(Aegilops geniculata)。因而根据其抗性基因来源及染色体位置，推断YrCH7114可能是一个新的抗条锈病基因。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 小麦白粉病的危害及研究现状

1．1．1 小麦白粉病的危害

1．1．2 小麦白粉病生理机制

1．1．3 抗白粉病基因的研究及应用

1．2 小麦条锈病的危害及研究现状

1．2．1 小麦条锈病的危害

1．2．2 小麦条锈病生理机制

1．2．3 抗条锈病基因的研究及应用

1．3 中间偃麦草在小麦育种中的应用

1．3．1 中间偃麦草的植物学分类

1．3．2 中间偃麦草的地理分布及生物学特性

1．3．3 中间偃麦草在小麦抗病育种上的应用

1．4 分子标记在育种上的应用

1．4．1 RFLP

1．4．2 RAPD

1．4．3 SSR分子标记

1．5 本实验的目的及意义

第二章 中间偃麦草抗小麦白粉病基因导入及其抗性评价

2．1 材料

2．2 方法

2．2．1 白粉病抗性鉴定

2．2．2 染色体配对构型

2．3 结果与分析

2．3．1 抗性供体及杂交亲本的抗性表现

2．3．2 苗期抗性评价

2．3．3 成株期抗性评价

2．3．4 抗病品系的染色体构型

2．4 讨论

第三章 源于中间偃麦草的小麦新品系CH7114的抗条锈性遗传和基因定位

3．1 材料

3．2 方法

3．2．1 抗病性鉴定

3．2．2 田间接种和抗性遗传分析

3．2．3 基因组DNA的提取

3．2．4 DNA的溶解、测浓度和稀释

3．2．5 SSR引物的合成、溶解、稀释

3．2．6 PCR扩增体系及扩增程序

3．2．7 扩增产物的检测

3．2．8 相关试剂配方

3．2．9 标记及连锁分析

3．3 结果与分析

3．3．1 CH7114的抗条锈性鉴定及抗性来源

3．3．2 抗性遗传分析

3．3．3 抗性基因的SSR分析及染色体定位

3．4 讨论

第四章 结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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