三個(gè)小麥品系條銹病抗性基因的遺傳分析及其分子標(biāo)記.pdf

1、條銹病是由條銹菌（Puccinia striiformisf.sp.tritici）引起的真菌病害，是嚴(yán)重危害小麥生產(chǎn)的主要病害之一，一旦病害發(fā)生，輕則減產(chǎn)，重則顆粒無收。在我國其危害尤其嚴(yán)重，從上世紀(jì)五十年代第一次大流行以來，已經(jīng)在全國范圍內(nèi)發(fā)生過多次大流行，給我國小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。因此，迫切需要發(fā)掘并利用新的抗病基因，增強(qiáng)小麥栽培品種的抗性，以滿足生產(chǎn)需要。抗病新基因的發(fā)掘及鑒定是育種工作的基礎(chǔ)，也是解決抗性喪失這一難題的根本

2、途徑。本研究以3份條銹病抗性種質(zhì)為材料，通過構(gòu)建不同的遺傳群體，利用分子標(biāo)記技術(shù)對其攜帶的抗條銹病基因進(jìn)行分子標(biāo)記和染色體定位，尋找緊密連鎖的分子標(biāo)記。這些研究結(jié)果將有助于通過分子標(biāo)記輔助選擇加速小麥條銹病抗性改良，促進(jìn)小麥分子抗病育種的發(fā)展、幫助育種家將這些抗性基因更好地應(yīng)用于小麥育種、生產(chǎn)。本研究取得的主要結(jié)果如下:
　　（一）普通小麥種質(zhì)PI182103條銹病抗性基因的遺傳分析及其分子標(biāo)記
　　1.通過多年田間及溫室鑒

3、定，結(jié)果顯示，普通小麥種質(zhì)PI182103除了具有苗期抗性之外，還具有高溫成株期抗性;
　　2.利用感病親本Avocet Susceptible(AvS)和抗病親本PI182103雜交，通過單粒傳法構(gòu)建含有184個(gè)家系的重組自交系(RIL)群體。分別選用美國小麥條銹病主流小種PST-100和PST-114對重組自交系群體進(jìn)行苗期溫室鑒定，遺傳分析表明，PI182103苗期攜帶的條銹病基因表現(xiàn)為隱性遺傳。基于SSR和SNP標(biāo)記技術(shù)對

4、攜帶的抗性基因進(jìn)行分子標(biāo)記和染色體定位，共檢測到3個(gè)控制苗期抗性QTL位點(diǎn):Qyr.PI182103.wgp-2AS,Qyr.PI182103.wgp-5BS和Qyr.PI182103.wgp-3AL，表型變異解釋率分別為:Qyr.PI182103.wgp-2AS:8.22％(PST-100)，4.95％(PST-114)，Qyr.PI182103.wgp-5BS:14.20％(PST-100),8.22％(PST-114);Qyr.P

5、I182103.wgp-3AL,8.07％(PST-100),5.38％(PST-114);
　　3.在自然發(fā)病條件下，通過三年兩個(gè)生態(tài)試驗(yàn)點(diǎn)對重組自交系群體進(jìn)行了成株期抗性鑒定，結(jié)合SSR和SNP標(biāo)記技術(shù)，進(jìn)行QTL分析，共檢測到3個(gè)控制成株期抗性QTL位點(diǎn)，分別位于7BL，5BS，4DL染色體上，暫時(shí)命名為Qyr.PI182103.wgp-7BL,Qyr.PI182103.wgp-5BS和Qyr.PI182103.wgp-4D

6、L。其中:Qyr.PI182103.wgp-7BL解釋的表型變異為12.60％-29.39％;Qyr.PI182103.wgp-5BS解釋的表型變異為8.22％-57.9％; Qyr.PI182103.wgp-4DL解釋的表型變異為2.54％-11.75％;
　　4.利用中國春缺體-四體、中國春7B染色體端體以及中國春7BL染色體缺失體，將成株期主效抗性基因Qyr.PI182103.wgp-7BL精確定位到7BL的0.14-0.4

7、染色體區(qū)段內(nèi);
　　5.進(jìn)一步通過抗譜分析、等位性測定，并結(jié)合分子標(biāo)記檢測進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，成株期主效抗性基因Qyr.PI182103.wgp-7BL是一個(gè)不同于7B染色體上已定位的其他條銹病抗性基因Yr2、Yr6、Yr39、Yr52、Yr59、YrZH84、YrC591的新的抗條銹病基因;
　　6.基于獲得的Qyr.PI182103.wgp-7BL緊密連鎖的分子標(biāo)記對74個(gè)美國主要小麥品種（系）進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，供試小

8、麥品種（系）均沒有攜帶該條銹病抗性基因。
　?。ǘ┬←溒废礎(chǔ)vSYrSPNIL條銹病抗性基因的遺傳分析及其分子標(biāo)記
　　1.溫室苗期鑒定結(jié)果表明，單基因系A(chǔ)vSYrSPNIL除對條銹病生理小種PST-127感病之外，對其他9個(gè)的小麥條銹病生理小種均表現(xiàn)出良好的抗性，說明該單基因系是一個(gè)良好的條銹病抗源;
　　2.通過AvSYrSPNIL與Avocet Susceptible(AvS)雜交，構(gòu)建F1，F(xiàn)2，F(xiàn)2∶3及其

9、BC1遺傳作圖分析群體，抗性遺傳分析表明，AvSYrSPNIL的抗性是由一對顯性基因控制的。利用SSR和SNP標(biāo)記技術(shù)對攜帶的抗性基因YrSP進(jìn)行分子標(biāo)記和染色體定位，共發(fā)現(xiàn)23個(gè)分子標(biāo)記與抗性基因YrSP連鎖，其中，距離抗病基因YrSP最近的兩個(gè)標(biāo)記分別是STS標(biāo)記dp269和SNP標(biāo)記S3，其與抗病基因YrSP的遺傳距離分別為1.8和0.4cM;
　　3.利用中國春缺體-四體、中國春2B染色體端體及中國春2BL缺失體，將YrS

10、P定位2BL的0-0.5染色體區(qū)段內(nèi);
　　4.進(jìn)一步通過抗譜分析、等位性測定，并結(jié)合分子標(biāo)記檢測，結(jié)果表明，成株期主效抗性基因YrSP是一個(gè)不同于2B染色體上已定位的其它條銹病抗性基因Yr5、Yr7、Yr43、Yr44和Yr53的新的抗條銹病基因;
　　5.基于獲得的YrSP緊密連鎖的分子標(biāo)記對77個(gè)美國主要小麥品種（系）進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，僅有小麥品種OR2080156H和OR2080229H攜帶與YrSP相同區(qū)段。

11、r>　?。ㄈ┬←溞缕废礚M168-1條銹病抗性基因的遺傳分析及其分子標(biāo)記
　　1.抗性鑒定結(jié)果表明，小麥新品系LM168-1對中國主要條銹病生理小種均表現(xiàn)為苗期感病、成株期抗病性;
　　2.以LM168-1為抗病親本，SY95-71為感病親本雜交，構(gòu)建F1，F(xiàn)2，F(xiàn)2∶3及其BC1遺傳作圖群體?？剐赃z傳分析表明，LM168-1攜帶的成株期抗性由一個(gè)隱性抗病基因控制，暫時(shí)命名為yrLM168。
　　3.利用SSR、RG