栽培及野生小麥中條銹病抗性基因的定位和利用.pdf

1、小麥條銹病是引起小麥產(chǎn)量和品質(zhì)下降的重要真菌病害。挖掘與利用小麥自身的抗病基因是控制小麥條銹病最為經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)保的方法。小麥地方品種和野生資源中攜帶大量的抗條銹病基因，是抗病育種的天然基因庫(kù)。發(fā)掘與利用現(xiàn)有抗病基因資源，創(chuàng)建抗病位點(diǎn)的分子標(biāo)記并成功用于分子標(biāo)記輔助選擇，是當(dāng)代小麥抗病育種的有效途徑。本研究將圍繞小麥條銹病抗性基因的挖掘、定位、利用開展工作，取得了以下進(jìn)展：
　　1、開發(fā) Yr10候選基因（Yr10CG）、Yr18

2、抗性單元型（Yr18RH）和Yr36（或稱WKS1）的顯性特異分子標(biāo)記，分析了以上標(biāo)記在我國(guó)小麥中的分布情況。通過對(duì)我國(guó)不同小麥種植區(qū)的639份品種/品系的鑒定發(fā)現(xiàn)，13％的材料攜帶 Yr10CG標(biāo)記，11%的材料攜帶 Yr18RH標(biāo)記，沒有材料攜帶 Yr36標(biāo)記?！x縣紅’（HXH）和‘銘賢169’（MX169）是我國(guó)小麥條銹病研究中常用的兩個(gè)感病對(duì)照品種，出乎意料的是，Yr10CG和Yr18RH兩個(gè)標(biāo)記分別在HXH和MX169中工作

3、，但對(duì)應(yīng)基因與抗病供體存在多態(tài)性。實(shí)驗(yàn)為此創(chuàng)制了特異性分子標(biāo)記 Yr10CG-HXH和Yr18RH-MX169，并對(duì)相關(guān)材料開展了基因型分析。
　　2、使用關(guān)聯(lián)分析和轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)確定了Yr10CG基因的身份，推測(cè) Yr10CG并不代表真正意義上的Yr10基因。研究鑒定到60份攜帶Yr10CG標(biāo)記的品種/品系，RT-PCR分析表明Yr10CG基因在60份品系中均有表達(dá)，但他們中的大部分品系不抗條銹病。為此，實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了Yr10CG基

4、因的兩種表達(dá)載體：WKS1::Yr10CG和Ubi::Yr10CG，分別轉(zhuǎn)化小麥‘Bobwhite’，獲得轉(zhuǎn)基因后代。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Yr10CG基因的表達(dá)并不能提高Bobwhite轉(zhuǎn)基因后代的條銹病抗性。初步推測(cè)，Yr10CG并不代表供體親本‘Moro’中的Yr10基因。
　　3、構(gòu)建了Yr10基因的定位群體，對(duì)該基因開展了精細(xì)定位。利用 Yr10基因供體Moro與高感條銹菌的HXH雜交獲得作圖群體。條銹菌接種實(shí)驗(yàn)表明 F2群體符合兩

5、個(gè)獨(dú)立顯性抗病基因的分離，并從中篩選到符合單顯性抗病基因分離的F2:3家系（Pop8和Pop10）。利用標(biāo)記 Xpsp3000進(jìn)一步確認(rèn)兩個(gè)F2:3家系都是 Yr10位點(diǎn)的分離群體。通過對(duì)兩個(gè)F2:3群體中部分感病單株的芯片分析，獲得了與 Yr10位點(diǎn)連鎖的三個(gè)SNP標(biāo)記，并將他們轉(zhuǎn)化為PCR標(biāo)記（Xsdau77、Xsdau75和Xsdau78）。根據(jù)水稻5號(hào)染色體與小麥1號(hào)染色體的共線性開發(fā)了PCR標(biāo)記 Xsdau79。遺傳分析顯示，

6、Xsdau79和Xsdau78都位于Yr10位點(diǎn)的近著絲粒端，分別距離Yr10基因0.86 cM和0.97 cM。我們進(jìn)一步通過大群體遺傳分析（1900個(gè)F3:4單株），確定了Yr10CG和Yr10之間的遺傳距離為1.26 cM，進(jìn)一步證實(shí)Yr10CG并非真正的Yr10基因。
　　4、在野生二粒小麥‘DIC479’中定位了新型抗條銹病基因 YrD479。利用野生二粒小麥 DIC479和栽培二粒小麥‘Langdon’組配 F2群體，

7、溫室條件下接種條銹菌發(fā)現(xiàn)，該群體中抗病和感病單株的分離符合單顯性抗病基因模式，初步認(rèn)定DIC479攜帶新型成株期條銹病抗性基因 YrD479。實(shí)驗(yàn)首先篩選了DIC479和Langdon之間的多態(tài)性SSR或STS標(biāo)記，并采用BSA法獲得了與YrD479位點(diǎn)連鎖的STS標(biāo)記CFE212。CFE212位于2BS染色體，該標(biāo)記及其附近的5個(gè)SSR標(biāo)記（Xbarc55、Xgwm374、Xbarc18、Xcfa2278、Xmag4094和Xwmc5