小麦新种质N95175抗白粉病基因分子标记的遗传分析

摘要

由专性寄生真菌小麦白粉菌(Erysiphe graminis DC)引起的小麦白粉病(Erysiphegraminis f.sp．tritici)是危害小麦生产的一种世界性病害，近年来在我国各大麦区常有发生和流行，危害程度日趋严重，已成为影响和限制小麦稳产和高产的一大障碍，化学防治白粉病虽不无成效，但培育和推广抗病品种被公认为是目前防治小麦白粉病最经济、有效、安全的途径。小麦野生近缘种属蕴藏着丰富的抗性资源，是小麦白粉病抗性基因的重要来源。簇毛麦是普通小麦的一个野生近缘物种，是多种小麦病害的良好抗源，其6V染色体上携带有白粉病抗性基因，对小麦白粉病表现免疫。到目前为止，小麦基因组中已定名抗白粉病基因30多个，来源于簇毛麦的Pm21(6AL/6VS)基因是目前最有效的抗白粉病基因之一。 分子标记技术是进行抗病基因鉴定、抗病基因积累的有效方法，现己被广泛用于小麦抗病辅助选择育种中。本研究通过运用SSR技术结合抗感池分析(Bulked segregationanalysis，BSA)，对抗白粉病材料N95175进行大量的引物筛选，旨在寻找出与该抗白粉病基因紧密连锁的分子标记，并根据小麦连锁图的标记顺序和抗自粉病基因连锁标记在中国春缺体．四体和双端体上的定位结果，将该抗白粉基因定位于染色体臂上。 利用阿勃缺(单)体系与N95175杂交的F1和F2代，通过苗期的白粉病抗性鉴定，杂种F1代对白粉病全部表现为高抗，X2检验的结果显示只有阿勃6AN×N95175组合的F2代抗感植株分离比例严重偏离3∶1，达到极显著水平外，其它全部符合3∶1，说明N95175的白粉病抗性性状由位于6A染色体上的一对显性基因控制。 以来源于小麦．簇毛麦易位系92R149的新种质N95175分别与高感白粉病普通小麦品种陕160和陕优225两个杂交组合的F1代均表现高抗，F2代抗感植株的分离比例分别为115∶43和111∶48，经X2检验，符合3∶1的显性单基因孟德尔遗传分离比例，即该小麦新种质N95175抗白粉病基因为显性单基因遗传。根据“分离群体分析法(BSA)”，分别对N95175×陕优225和N95175×陕160组合的F2抗感分离群体建立抗病DNA池和感病DNA池，选取均匀分布于小麦21个连锁群上的208对引物对抗感DNA池以及双亲进行SSR引物筛选，结果表明位于6A染色体上的SSR标记Xgwm570和Xwmc553与种质N95175的抗白粉病基因连锁程度较高，遗传距离分别为13.38cM和12.03cM。根据小麦6A连锁图的标记顺序和抗白粉病基因连锁标记在中国春缺体-四体和双端体上的定位结果，进一步将该抗白粉基因定位于6AS染色体臂上。 结合农艺性状，利用SDS-PAGE电泳技术分析实验材料的亚基组合，发现簇毛麦只显示一个单亚基组成，位于7和8亚基之间。小麦种质N95175改良后，抗病性与其抗源92R149相同，但综合农艺性状得到很大改良。

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第一章文献综述

1.1小麦白粉病研究进展

1.1.1小麦白粉病菌

1.1.2小麦白粉病病害症状

1.1.3小麦白粉病的防治

1.2小麦抗白粉病基因的研究现状

1.2.1质量抗性与数量抗性

1.2.2抗白粉病基因的来源及其染色体定位

1.3白粉病基因的染色体定位

1.3.1非整倍体定位分析法

1.3.2抗白粉病基因的分子标记的染色体定位

1.4簇毛麦在小麦育种中的应用潜力

1.4.1簇毛麦的生物学特性

1.4.2簇毛麦中的有益基因

1.5高分子量麦谷蛋白概述

1.6研究内容与研究目标

1.6.1研究内容

1.6.2研究目标

第二章小麦新种质N95175抗白粉病基因的缺体定位

2.1供试材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2供试菌株

2.1.3实验方法

2.2结果与分析

2.3讨论与结论

第三章小麦新种质N95175抗白粉病基因的鉴定和SSR分析

3.1供试材料

3.1.1供试品种

3.1.2供试菌株

3.1.3供试引物

3.2试验方法

3.2.1白粉病接种和鉴定方法

3.2.2基因组总DNA的提取

3.2.3 BSA(Bulked Segregant Analysis)分池

3.2.4 PCR反应

3.2.5扩增产物检测

3.2.6 SSR试验数据处理

3.2.7连锁分析

3.3结果与分析

3.3.1 N95175苗期白粉病抗性鉴定与遗传分析

3.3.2N95175抗白粉病基因的SSR标记

3.3.3缺四体定位分析

3.3.4 N95175抗白粉病来源的分析

3.4讨论

3.4.1微卫星标记技术的应用策略

3.4.2小麦及其近缘种属白粉病基因分子标记的研究

第四章N95175农艺性状及高分子量麦谷蛋白亚基的分析

4.1高分子量麦谷蛋白亚基分析

4.1.1材料与方法

4.1.2 HMW-GS结果与分析

4.2小麦种质N95175农艺性状分析

4.2.1 N95175亲本的农艺性状

4.2.2 N95175的生物学特性

4.3讨论与结论

第五章结论

参考文献

附 录

致 谢

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