小麥紋枯病抗源的遺傳多樣性及抗性QTL的關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、小麥紋枯病，又稱尖眼點(diǎn)（斑）病（wheat sharp eyespot），是由禾谷絲核菌（Rhizoctonia cerealis）或立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）所引起的一種土傳真菌病害，在世界各小麥產(chǎn)區(qū)內(nèi)均有發(fā)生。病菌侵染后，植株葉鞘、莖稈上出現(xiàn)云紋斑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使植株倒伏，甚至產(chǎn)生枯白穗，引起產(chǎn)量降低和籽粒品質(zhì)下降。我國的小麥紋枯病主要發(fā)生在黃淮麥區(qū)和長江中下游麥區(qū)，并呈現(xiàn)出向北方麥區(qū)逐漸擴(kuò)展的趨勢。培育抗病品

2、種是防治小麥紋枯病比較經(jīng)濟(jì)有效的方法，它可以減少殺菌劑的使用、降低生產(chǎn)成本。小麥紋枯病抗源的發(fā)掘與抗性遺傳分析是開展抗紋枯病育種的前提與基礎(chǔ)。
　　本研究以95份不同地理來源的小麥種質(zhì)為材料，分別于2009-2010、2010-2011、2011-2012、2013-2014和2014-2015年對群體進(jìn)行了紋枯病田間抗性鑒定，并獲取了表型數(shù)據(jù)。同時(shí)利用分布于小麥不同染色體臂上的42個(gè)SSR標(biāo)記進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)95份小麥種質(zhì)

3、可劃分為3個(gè)亞群，且亞群的分布與材料的地理來源相關(guān)。UPGMA聚類分析將群體分為2個(gè)亞群，農(nóng)家品種單獨(dú)聚為第一亞群，國內(nèi)改良品種和國外引進(jìn)品種為第二亞群，進(jìn)一步分析時(shí)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)國內(nèi)改良品種在遺傳距離0.286處聚為一個(gè)小亞群，并與國外引進(jìn)品種區(qū)分開來，由此表明聚類分析與群體結(jié)構(gòu)分析具有一定程度的相似性。
　　利用分布于全基因組中的150個(gè)SSR標(biāo)記進(jìn)行連鎖不平衡(linkage disequilibrium，LD)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)共

4、線性和非共線性SSR位點(diǎn)對均有LD存在，但共線性位點(diǎn)對的LD程度要顯著高于非共線性位點(diǎn)對。基于共線性SSR位點(diǎn)對r2值和遺傳距離(cM)繪制了連鎖不平衡衰退圖，發(fā)現(xiàn)平均LD衰減距離為0～10cM，但在＞10cM以后，也有LD的存在。
　　利用TASSEL4.0軟件的混合線性模型(MLM)進(jìn)行紋枯病抗性位點(diǎn)關(guān)聯(lián)分析，共檢測到19個(gè)關(guān)聯(lián)標(biāo)記位點(diǎn)。其中，重復(fù)檢測次數(shù)在兩次以上的有7個(gè)，分別位于1D、2B、2D、5A和7D染色體上，并可解

5、釋表型變異的4.32～24.56％。在7個(gè)重復(fù)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)中，位于已報(bào)道QTL附近的有4個(gè)。而位于1D染色體上的Xwmc732和5A染色體上Xgwm415、Xcfa2250關(guān)聯(lián)位點(diǎn)則未曾被報(bào)道，表明這3個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)所在的染色體區(qū)段上可能存在新的抗性QTL。
　　參考Breseghello等(2006)提出的無效等位變異(null allele)方法，計(jì)算標(biāo)記位點(diǎn)等位變異的表型效應(yīng)值，檢測出16個(gè)與紋枯病抗性相關(guān)的優(yōu)異等位變異，其中增效效

6、應(yīng)值最大的是Xwmc732-300，減效效應(yīng)值最大的是Xgdm67-121。
　　對前期篩選出的88份紋枯病抗性材料進(jìn)行了3年的田間抗性鑒定，從中篩選32份抗性穩(wěn)定的小麥種質(zhì)，包括國內(nèi)改良品種8份，農(nóng)家品種6份，國外引進(jìn)品種18份。對32份抗源進(jìn)行遺傳多樣性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國外引進(jìn)品種比國內(nèi)改良品種和農(nóng)家品種具有豐富的遺傳多樣性。聚類分析和主成分(PCA)分析表明，國內(nèi)改良品種和國外引進(jìn)品種遺傳背景相近，農(nóng)家品種與其兩者間的親緣關(guān)