四川小麦地方品种合江移栽麦抗条锈病基因的遗传分析及染色体定位

摘要

小麦条锈病是一种对小麦生产危害严重的世界性病害，我国是世界上小麦条锈病最大的独立流行区。种植抗条锈病品种被广泛认为是防治小麦条锈病最经济、最有效的生产措施。不过，小麦条锈菌具有高度的变异特性，容易进化出新的致病生理小种，加之我国小麦抗病品种的抗源结构单一，致使很多小麦品种抗病性“丧失”。从上世纪50年代开始我国发生了多次条锈病大流行，造成了巨大的损失。因而，发掘新的抗病基因、聚合多个抗病基因于一体、培育出综合持久抗病的小麦品种、丰富抗病小麦品种的多样性就成了当今小麦育种家的一大研究热点。
　　四川属于条锈病流行地区，是条锈病菌越冬地。四川地方小麦品种高度适应四川生态环境，且多花多粒、亲和性高，很多品种高度抗病，因而具有很大的利用价值。本研究利用高抗条锈病的四川小麦地方品种合江移栽麦和小麦感病品种台长29杂交，制备了F1、F2、F2∶3等后代材料，通过温室和大田接种条锈菌生理小种进行遗传分析，并采用4种分子标记技术结合中国春缺体-四体对合江移栽麦中的抗条锈病基因进行分子标记和染色体定位，主要得到以下结果:
　　1.接种混合菌种，通过苗期温室鉴定及成株期田间鉴定合江移栽麦具有近免疫的抗病性;经合江移栽麦、台长29及二者杂交后代F1代、F2代、F2∶3代的抗条锈性遗传分析发现，合江移栽麦对条锈菌混合菌种的抗性是由一对主效显性基因控制的，暂命名为YrHY。
　　2.采用RGAP、TRAP、SRAP和SSR等4种分子标记技术分析F2代群体，共找到22个连锁标记，其中RGAP标记8个(Ptokin2/S1-INV、Ptokin2/Pto-kin2IN、Ptokin1/Ptokin2、Ptokin1/XLRR-INV1、Ptokin1/Pto-kin2 IN、 AS1/Cre3-k3、NLRRrev/Pto-kin1和 INAS1/Cre3LR-F)，TRAP标记2个(FIX5/Odd15-700和FIX4/Ga5-800),SRAP标记6个(F-me1/R-me17、F-me7/R-me18、F-me5/R-me9、 F-me11/R-me9、F-me14/R-me4和F-me12/R-me18），SSR标记6个(Xwmc438、Xcfd66、Xwmc463、Xgpw5211、Xbarc92和Xgdm130)。结合SSR标记的特异性位置及中国春缺体-四体，将主效显性抗条锈病基因YrHY定位在7DS上。
　　3.通过软件QTL IciMapping V3.3计算遗传距离，采用软件Mapdraw V2.1绘制遗传图谱。各标记在遗传图谱上的顺序依次为NLRRrev/Pto-kin1IN、AS1/Cre3LR-F、FIX4/Ga5-800、Xwmc463、Xwmc438、Xbarc92、Xcfd66、F-me12/R-me18、Ptokin2/S1-INV、Ptokin2/Pto-kin2IN、Xgpw5211、Xgdm130、AS1/Cre3-k3、FIX5/Odd15-700、Ptokin1/Pto-kin2IN、Ptokin1/XLRR-INV1、F-me5/R-me9、F-me14/R-me4、F-me11/R-me9、Ptokin1/Ptokin2、F-me7/R-me18和F-me1/R-me17，其中2个SSR标记Xbarc92和Xcfd66是抗条锈病基因YrHY两侧最近的标记，距离分别为4.3 cM和8.5 cM。
　　4.将YrHY与定位在7D染色体上的其他抗条锈病基因(Yr18、Yr33、YrY201、YrY212、YrM8003和YrWV)从系谱、抗性水平及共有标记的遗传距离上比较发现，YrHY可能是一个不同于其他7D染色体上的抗条锈病基因的新基因。

目录

声明

摘要

缩写词表

1．文献综述

1．1 我国小麦条锈菌的研究进展

1．1．1 我国小麦条锈菌生理小种的命名

1．1．2 我国鉴别寄主的选用

1．2 小麦条锈病的研究概况

1．2．1 小麦条锈病的危害

1．2．2 小麦条锈病在中国的流行规律

1．2．3 小麦条锈病的抗性类型

1．2．4 小麦抗条锈病基因的发掘现状

1．2．5 小麦抗条锈病的抗性丧失及其防治

1．3 研究小麦抗条锈病基因遗传的方法

1．3．1 常规杂交分析法

1．3．2 基因推导分析法

1．3．3 非整倍体分析法

1．3．4 分子标记辅助选择在抗条锈病基因中的应用

1．4 地方小麦品种的利用价值

1．4．1 地方小麦的抗条锈病遗传研究

1．4．2 四川地方小麦的特点

1．4．3 本研究的目的与意义

2．材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 材料种植

2．2．2 温室接种条锈菌及表型鉴定

2．2．3 大田接种条锈菌及表型鉴定

2．2．4 DNA提取及试剂的配制

2．2．5 BSA法构建抗池、感池

2．2．6 PCR扩增体系及程序

2．2．7 琼脂糖凝胶电泳及相关试剂的配制

2．2．8 6％聚丙烯酰胺凝胶电泳、银染及相关试剂的配制

2．3 抗条锈病基因遗传图谱的构建

3．结果与分析

3．1 表型鉴定与遗传分析

3．1．1 亲本抗病性鉴定

3．1．2 F2群体及F2∶3家系的抗病性鉴定

3．2 抗条锈病基因的分子标记筛选

3．3 2012-2013年度F2群体与分子标记的连锁性检测

3．4 抗病基因YrHY的染色体定位

3．4．1 中国春缺体-四体定位抗条锈病基因

3．4．2 建立抗病基因YrHY的遗传图谱

4 讨论与结论

4．1 群体构建的合理性

4．2 抗病基因YrHY与7D染色体上其他抗条锈病基因的关系

4．3 等位性检测

4．4 分子标记辅助选择在小麦抗病育种中的应用

4．5 结论

参考文献

致谢

附表

攻读学位期间发表的学术论文