小麥抗白粉病基因的分子標(biāo)記定位及標(biāo)記輔助選擇.pdf

1、小麥白粉病是小麥生產(chǎn)上的主要病害之一,是由小麥白粉菌(Erysiphe gramini f. sp.tritici)引起的真菌性病害。過去僅在具有充沛雨量的海洋性和半大陸性氣候環(huán)境的小麥種植區(qū)流行,在我國多發(fā)生在西南高地、山東沿海等地區(qū)。20世紀(jì)70年代以來,隨著氮肥施用量的增加,小麥矮稈、半矮稈品種的推廣及灌溉面積的擴(kuò)大,白粉病的危害日趨嚴(yán)重。利用抗病品種是防治小麥白粉病最經(jīng)濟(jì)、有效和環(huán)境安全的方法。對(duì)小麥抗病基因進(jìn)標(biāo)記定位,尋找緊密

2、連鎖的標(biāo)記應(yīng)用于輔助選擇,可以提高抗病育種效率,加快育種進(jìn)程。本研究利用小麥微衛(wèi)星引物對(duì)白粉病抗性基因Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm23進(jìn)行遺傳作圖,尋找緊密連鎖的分子標(biāo)記用于多基因聚合體的篩選及回交育種中抗病基因的標(biāo)記輔助選擇。主要得到以下結(jié)果： 1.利用小麥抗白粉病基因Pm23、Pm4b的載體品種(品系)Line81-7241和VPM1分別與感病品種Chancellor創(chuàng)制BC1或F2:3分離群體,結(jié)合PSG(

3、優(yōu)選小群體)分析方法,找到8個(gè)定位在染色體2AL上的標(biāo)記與Pm23連鎖,分別為:Xbarc122、Xgwm311、Xgwm356、Xgwm382、Xgdm93、Xwmc17D、Xbarc76和Xcfd267。從而將Pm23定位到2AL上,不同于原來利用單體定位在5A染色體上的結(jié)果。利用獲得的8個(gè)標(biāo)記對(duì)Pm4b進(jìn)行遺傳作圖,結(jié)果表明,4個(gè)標(biāo)記與Pm4b連鎖(Xgwm356、Xgdm93、Xbar76和Xbarc122)。3個(gè)抗白粉病基因(

4、Pm4a、Pm4b和Pm23)均與標(biāo)記Xgwm356連鎖,遺傳距離為3-5cM,等位性測驗(yàn)證明Pm23與Pm4b為等位基因。表明Pm23是Pm4位點(diǎn)上新的等位基因類型,重新將其命名為Pm4c。 2.Pm1c位于小麥染色體7AL的抗病基因富集區(qū)域。本研究以含有Pm1c的小麥品種M1N為抗病親本,以Chancellor為感病親本,創(chuàng)制F2分離群體,結(jié)合PSG分析方法,構(gòu)建了Pm1c的微衛(wèi)星遺傳圖譜。定位在染色體7AL上的7個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)

5、記(Xgwm282、Xgwm332、Xgwm344、Xgwm63、Xcfa2040、Xwmc525和Xpsp3094)與Pmlc連鎖,但遺傳距離較大,物理圖譜定位在4AL上的標(biāo)記.Xbarc70和.Xbarc78與Pmlc緊密連鎖,遺傳距離分別為0.9和0.8cM。表明攜帶Pmlc的染色體片段曾經(jīng)發(fā)生過重排,從4AL轉(zhuǎn)移到7AL上,并整合到普通小麥中。本研究從分子水平上證明了染色體4AL和7AL存在的重排關(guān)系,也為研究Pmlc的來源提供

6、了依據(jù)。 3.以Chul/8*Cc(Pm3b)和Chancellor的BC1和含有Pm12的小麥品系與Chancellor的雜交F2為分離群體為材料,分別利用定位在1AS(57對(duì))、6B(66對(duì))上的小麥微衛(wèi)星引物,對(duì)Pm3b和Pm12進(jìn)行了遺傳作圖,結(jié)果找到2個(gè)與Pm3b緊密連鎖的標(biāo)記,其順序?yàn)?Xgdm33-3.6cM-Pm3b-2.7cM-Xwmc104;4個(gè)標(biāo)記與PM12連鎖,標(biāo)記及Pm12的順序依次為:Xbarc76-

7、2.7cM-Xwmc487-2.4cM-Xswes180-4.9cM-Pm12-4.1cM-Xswes222。 4.利用本研究得到的與小麥抗白粉病基因緊密連鎖的分子標(biāo)記,對(duì)含有Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c、Pm19和Pm23的載體品種(品系)的擴(kuò)增情況進(jìn)行比較。結(jié)果表明：與Pm3b緊密連鎖的標(biāo)記Xgdm33和Xwmc104在Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm19等5個(gè)基因的聚合后代中選擇Pm3b是有效的,但不

8、能區(qū)分Pm3b與Pm23基因聚合的材料：與Pm12緊密連鎖的標(biāo)記Xswes180和Xswes222,能將Pm12與其它5個(gè)抗病基因區(qū)分開來；與Pm1c緊密連鎖的標(biāo)記Xbarc78,在Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm23的聚合后代中選擇Pm1c是有效的,不能選擇與Pm19聚合的材料；與Pm4b、Pm23緊密連鎖的標(biāo)記Xbarc122和Xgwm356,在Pm3b、Pm4b(或Pm23)、Pm12、Pm1c、Pm19的聚合后代中選

9、擇Pm4b(或Pm23)是有效的,不能區(qū)分Pm4b和Pm23。 5.利用與Pm23緊密連鎖的微衛(wèi)星標(biāo)記Xbarc122375對(duì)山農(nóng)2618與Line81-7241(Pm23)的回交后代進(jìn)行輔助選擇,得到了抗性提高并保留了山農(nóng)2618所有農(nóng)藝性狀優(yōu)點(diǎn)的小麥新品系；利用AS-PCR標(biāo)記Dx5-470bp對(duì)山農(nóng)2618中所含有的5+10高分子量麥谷蛋白優(yōu)質(zhì)亞基在山農(nóng)2618與Line81-7241的回交后代中進(jìn)行跟蹤檢測,獲得了含有5