小麥抗白粉病基因發(fā)掘、種質(zhì)創(chuàng)新及分子標記定位.pdf

1、小麥白粉病(Blumeria graminis f.sp．trifici)是危害世界小麥生產(chǎn)的重要病害之一。實踐證明，選育和推廣抗病品種是預防白粉病危害、保證小麥穩(wěn)定增產(chǎn)最經(jīng)濟、安全、有效的手段。而抗白粉病基因的不斷發(fā)掘、種質(zhì)創(chuàng)新和有效利用是保證這種手段順利實施的基礎(chǔ)。本研究利用分子標記輔助選擇和基因聚合技術(shù)，對現(xiàn)有抗性表現(xiàn)良好的抗白粉病基因Pm12、Pm21和Pm30進行種質(zhì)創(chuàng)新，以提高它們在小麥抗病育種中的實際應用價值。同時對來源于

2、野生二粒小麥的2個抗白粉病基因進行分子標記定位，旨在發(fā)掘新的抗白粉病基因，為小麥育種工作者提供新的抗源。主要研究結(jié)果如下： 1、以含有Pm12的雜交組合Line＃31/3<'*>晉207BC<,3>F<,2>代抗白粉病分離群體(共計305株)為材料，利用BSA法，從182對第六部分同源群SSR引物中篩選出了18個與Pm12抗病基因緊密連鎖的SSR標記。利用中國春第六部分同源群染色體缺失系材料對連鎖標記進行了缺失系物理定位，同時應

3、用MAPMAKER3.0軟件構(gòu)建了Pm12基因的SSR標記連鎖圖譜。結(jié)果證實，Pm12基因位于易位染色體T6BS-6SS.6SL的6SS上，且介于標記Xcau127和Xwmc105之間；發(fā)現(xiàn)攜帶Pm12基因的擬斯卑爾脫山羊草6S染色體與普通小麥6B染色體之間存在嚴重的重組抑制；根據(jù)分子標記連鎖圖譜和物理圖譜定位結(jié)果，利用SSR標記技術(shù)從Line＃31/3<'*>晉207BC<,3>F<,2>代305株的分離群體中檢測到28株重組個體，其

4、中1338-8重組體是含有Pm12基因的小片段易位材料。 2、利用小麥SSR標記在其近緣種屬屬間和屬內(nèi)可轉(zhuǎn)移性，以含有Pm21的R149/8<'*>京411 BC<,8>F<,2>代抗白粉病分離群體(共計72株)為材料，從與Pm12基因連鎖的18個SSR標記中篩選到了3個可以用來同時檢測．Pm12和Pm21這2個不同抗病基因的SSR標記，分別是Xcau127、Xcfd13、Xcfd80。對引物CAU127在染色體6AS、6BS、

5、6DS、6SS和6VS上擴增出的多態(tài)性DNA片段進行序列比較發(fā)現(xiàn)，不同染色體上擴增片段電泳結(jié)果的差異主要是由簡單重復單位“CAG”重復次數(shù)和排列位置上的不同引起的。這三個分子標記的建立使利用一個標記同時檢測Pm12和Pm21兩個不同的抗白粉病基因成為可能，顯著提高了分子標記輔助選擇和基因聚合的效率，為利用小麥染色體部分同源關(guān)系建立高效分子標記技術(shù)體系開拓了新思路。 3、利用與Pm21和Pm30緊密連鎖的SSR標Xcau127和X

6、cfd81，對攜帶這2個基因的小麥近等基因系雜交F<,2>代抗病分離群體(共計99株)進行分子檢測，獲得了4株含有Pm21+Pm30基因的雙純合子抗病株，實現(xiàn)了抗病基因種質(zhì)創(chuàng)新，進一步證明借助分子標記輔助選擇實現(xiàn)抗病基因聚合的高效性。 4、通過抗性鑒定和遺傳分析，發(fā)現(xiàn)野生二粒小麥材料“IW170”對白粉病的抗性由一個不完全顯性單基因控制，暫命名為MlIW170。通過BSA法和SSR標記分析，構(gòu)建了該抗病基因的分子標記連鎖圖譜，其

7、中包括10個SSR標記和1個蠟質(zhì)表型標記位點(NGWe)，位于MlIW170兩側(cè)且距離該基因最近的兩個標記Xcfd238和Xwmc243與抗病基因之間的遺傳距離分別為5.8cM和5.9cM。SSR標記的染色體缺失系物理定位結(jié)果表明，抗病基因MlIW170和蠟質(zhì)表型標記位點NGWe均位于小麥2B染色體短臂末端的Bin2BS3-0.84-1.00上。通過與已知Pm基因的連鎖圖譜進行比較分析，推測MIlW170很可能是一個新的抗白粉病基因。

8、 5、通過抗性鑒定和遺傳分析，發(fā)現(xiàn)野生二粒小麥材料“IW172”對白粉病的抗性由一個顯性單基因控制，暫命名為MEW172。通過BSA法和標記分析，構(gòu)建了該抗病基因的分子標記連鎖圖譜，其中包括4個SSR標記、2個STS標記和1個EST標記，位子MlIW172兩側(cè)且距離該基因最近的兩個標記Xest92和Xmag2185與抗病基因之間的遺傳距離分別為2.2cM和1.3cM。SSR標記的染色體缺失系物理定位結(jié)果表明，抗病基因MlIW172