小麦—中间偃麦草染色体易位系723中抗白粉病基因的遗传及定位

摘要

小麦白粉病是威胁我国小麦生产的重要常见病害之一，随着各地耕作制度的改变及栽培技术的提高、化肥使用量的增大、半矮杆品种推广以及大面积使用单一抗源的品种等原因，导致大量主栽品种抗性丧失和病害新流行。培育抗病品种是防治小麦白粉病的一项既经济又安全有效的措施，而抗病育种的基础是多样化的抗源。利用外源抗病基因可以极大地丰富小麦抗病基因资源，同时也有助于扩大小麦遗传育种的基础。而小麦的近缘种属中含有许多对改良小麦性状有利的基因，分子标记技术是检测和定位这些基因的既准确而又快速的方法。
　　 本研究中的723品系是小麦-中间偃麦草小片段易位系，是对当前流行的小麦白粉病表现免疫的稳定品系。本试验通过细胞学标记和SSR分子标记，以723品系、723×绵阳26(MY26)F1代、F2代分离群体为材料，对小麦品系723的抗白粉病基因进行了抗性遗传分析、细胞学鉴定和分子标记筛选，得到以下试验结果：
　　 1.白粉病抗性田间调查结果表明，723以及723×MY26F1单株白粉病抗性表现为完全免疫，F2代分离群体田间调查统计数据经卡方测验符合3:1的显性单基因孟德尔分离比例，表明小麦品系723中存在一对显性抗白粉病基因，本研究将其暂命名为Pm723。
　　 2.根尖细胞染色体记数表明，723的染色体数目为2n=42，没有发生染色体数目变异；花粉母细胞减数分裂终变期和中期Ⅰ观察发现：723品系和723×MY26杂种F1植株的花粉母细胞减数分裂终变期和中期Ⅰ染色体均能够稳定的配对为2n=21Ⅱ，且在配对过程中都没有发现其他配对构型，结合已进行的原位杂交分析，进一步证明了该品系为小麦-中间偃麦草染色体易位系的稳定品系。
　　 3.运用SSR方法对白粉病抗感亲本和抗感池进行DNA多态性分析，从166对SSR引物中筛选到了2个多态性标记Xgwm570-6B和Xbarc79-6B。进一步用F2代分离群体验证分析，Xgwm570-6B在66个单株中有3株发生了标记位点的交换，用Mapmaker3.0软件处理单株侵染型和引物扩增带型，确定标记Xgwm570-6B与Pm723基因的遗传距离为6.2cM；Xbarc79-6B在66个单株中有5株发生了标记位点的交换，用Mapmaker3.0软件处理单株侵染型和引物扩增带型，确定标记Xbarc79-6B与Pm723基因的遗传距离为14.1cM，这两个标记与Pm723的遗传距离较远。尽管Xgwm570在6AL和6BL上都有扩增位点，但Xbarc79的扩增位点仅位于6BL上，结合两个标记的遗传分析推断Pm723位于小麦染色体6BL上。通过与已知基因比较分析，初步认为Pm723可能是来源于中间偃麦草的一个新的抗白粉病基因，但还有待进一步研究确定。

目录

文摘

英文文摘

第一部分 文献综述

1 小麦白粉病的发生与危害

2 偃麦草种质利用的研究

2.1 偃麦草属的分类

2.2 中间偃麦草的染色体组成

2.3 小麦-偃麦草杂交后代的分子细胞遗传学研究

3 小麦遗传背景中外源遗传物质韵检测与定位

4 分子标记

4.1 分子标记的种类

4.2 寻找与目标基因连锁的分子标记方法

5 小麦抗白粉病基因研究进展

5.1 小麦抗白粉病基因研究进展

5.2 小麦抗白粉病基因的利用

5.3 小麦抗白粉病基因的分子标记

6 本研究的意义

第二部分 材料与方法

1 试验材料

2 试验方法

2.1 抗性鉴定

2.2 细胞学研究

2.3 基因组DNA的提取

2.4 DNA检测与定量

2.5 抗病池和感病池的构建

2.6 SSR多态性分析

第三部分 结果与分析

1 白粉病的抗病性鉴定与遗传分析

2 细胞学分析

2.1 根尖细胞染色体计数

2.2 花粉母细胞减数分裂结果分析

3 SSR结果与分析

3.1 小麦基因组DNA提取与检测

3.2 SSR标记筛选

3.3 抗白粉病标记Xgwm570-6B的遗传连锁性分析和遗传距离测定

3.4 抗白粉病标记Xbarc79-6B的遗传连锁性分析和遗传距离测定

第四部分 讨论

1 中间偃麦草中抗白粉病基因向普通小麦中转移

2 小麦白粉病抗病育种中存在的问题及对策

3 小麦品系723抗白粉病基因的抗性分析

4 分离群体分组分析法(BSA)的应用

5 PM723与已知抗白粉病基因的关系

致谢

附录