二棱大麥赤霉病抗擴展性QTL的初步定位.pdf

1、赤霉病是嚴(yán)重影響大麥生產(chǎn)的病害之一，廣泛分布于世界各大大麥生產(chǎn)區(qū)。鐮刀菌是引起大麥赤霉病的主要致病菌，能在大麥開花期侵染，造成大麥減產(chǎn)并引起病麥粒中以DON為主的毒素積累，病麥?？梢灾苯佑绊懽蚜５募庸ず蜖I養(yǎng)品質(zhì):病麥粒如果用于釀酒，會造成啤酒的噴涌，若被食（飼）用，會對人畜健康造成危害。目前，栽培上通過翻耕、開溝排水、合理施肥、與非寄主作物輪作等栽培措施可在一定程度上控制大麥赤霉病的發(fā)生與蔓延，但收效有限;利用噴灑農(nóng)藥可以有效防治大麥赤

2、霉病的發(fā)生，但是化學(xué)防治不僅增加成本，而且不可避免地將對生態(tài)環(huán)境造成污染，因此應(yīng)用抗病品種是控制大麥赤霉病最經(jīng)濟、有效、環(huán)保的方法。
　　大麥赤霉病抗性可分為抗初侵染、抗擴展和抗毒素積累三種類型。為了提高育種效率，科研工作者也通過不同的接種方法，鑒定出了具有不同抗性類型的大麥資源;利用分子標(biāo)記在二棱和二棱群體、六棱和六棱群體以及二棱和六棱群體中進行研究，通過對8個抗性親本（Chevron（瑞士）、Gobernadora（墨西哥）、

3、Fredrickson（日本）、Zhedar2（中國）、Russia6（俄羅斯）、CIho4196（中國）、Harbin2-row（中國）、Zhenongda7（中國））、13個遺傳群體進行分析，初步定位了95個大麥赤霉病抗侵染的QTL，3個大麥赤霉病抗擴展的QTL和31個抗DON毒素積累的QTL。目前定位大麥赤霉病抗性QTL涉及抗擴展性的較少，且效應(yīng)較低，從鑒定的抗赤霉病資源發(fā)現(xiàn)二棱大麥對赤霉病的抗性明顯優(yōu)于六棱大麥，棱形與大麥赤霉病

4、的抗性呈顯著相關(guān)。因此，為了避免棱形對大麥赤霉病抗擴展性QTL定位的影響，本研究以兩個二棱大麥抗源與二棱大麥感病品種作親本分別構(gòu)建重組自交系(RILs)遺傳群體，試圖通過抗擴展性鑒定定位大麥赤霉病抗擴展性的QTL，為培育優(yōu)良的赤霉病抗擴展性大麥品種奠定基礎(chǔ)。
　　鄂啤1號為湖北省農(nóng)科院所選育的二棱大麥品種，鹽96157為江蘇省沿海地區(qū)農(nóng)科所選育的二棱大麥品種，經(jīng)江蘇省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所鑒定，赤霉病抗性強且穩(wěn)定。以美麗黃金/鄂

5、啤1號的198個F8重組自交系群體和甘啤二號/鹽96157的107個F6重組自交系群體作為試驗材料，用單花滴注方法進行赤霉病抗擴展性表型鑒定，以接種后21d病小穗率和病程曲線面積(AUDPC)作為評價赤霉病抗擴展性的指標(biāo)，用SSR，STS，SNP等標(biāo)記分別對以上兩個群體進行基因型鑒定，用Joinmap4.0構(gòu)建基因組連鎖圖譜，采用WinQTLCart2.5分析軟件，用復(fù)合區(qū)間作圖法進行QTL分析。主要結(jié)果如下:
　　1、美麗黃金/

6、鄂啤1號群體和甘啤二號/鹽96157群體21d病小穗率和病程曲線面積(AUDPC)分別進行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明21d病小穗率和AUDPC在重組自交系遺傳群體各系間表現(xiàn)出較大的分離，且呈連續(xù)變異，具有多基因控制的數(shù)量性狀遺傳特點。抗擴展性的評價指標(biāo)病小穗率與AUDPC之間呈現(xiàn)極顯著下相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.9434。
　　2、分別構(gòu)建兩個群體的遺傳連鎖圖譜:美麗黃金/鄂啤1號群體連鎖圖譜共有69個標(biāo)記，連鎖圖譜全長578.6cM，每條染色

7、體上平均10個標(biāo)記，標(biāo)記的平均間距為8.39 cM，最小間距為0.8cM;甘啤二號/鹽96157群體連鎖圖譜共有65個標(biāo)記，全長600.1cM每條染色體上平均9個標(biāo)記，標(biāo)記的平均間距為9.23 cM，最小間距為0.4cM。
　　3、用復(fù)合區(qū)間作圖法，對這兩個群體進行抗性QTL分析，在美麗黃金/鄂啤1號群體利用接種后21d病小穗率定位到1個與大麥赤霉病抗擴展性相關(guān)的QTL(Qfhb-3-4)，位于大麥3H上，在標(biāo)記EBmac0853

8、-120～Bmag0508A之間，置信區(qū)間為17.51cM～23.01cM，LOD值為3.50，可以解釋14.99％的表型變異，其加性效應(yīng)為-3.01，表明這個QTL的有利等位基因來自于抗性親本鄂啤1號。利用AUDPC定位到1個與抗病相關(guān)的QTL(Qaudpc-3-3)，位于大麥3H上且與Qfhb-3-4相鄰，在標(biāo)記Bmag0905～ EBmac0853-120之間，置信區(qū)間為12.10cM～21.01cM，LOD值為3.22，可以解釋

9、15.88％的表型變異，其加性效應(yīng)為-2.01，表明這個QTL位點的有利等位基因來自于親本鄂啤1號。在甘啤二號/鹽96157群體利用接種后21d病小穗率檢測到2個與二棱大麥赤霉病抗擴展的QTL（Qfhb-5-11、Qfhb-6-6）分別位于大麥的5H和6H上。其中Qfhb-5-11位于標(biāo)記scssr10148～ Bmag0222之間，置信區(qū)間為109.82cM～113.01cM，LOD值為2.11，可以解釋8.85％的表型變異，其加性效

10、應(yīng)為-4.72，表明這個QTL的有利等位基因來自于抗性親本鹽96157。Qfhb-6-6位于標(biāo)記Bmag0496-200～ Bmag0496-420之間，置信區(qū)間為10.71cM～28.51cM，LOD值為3.90，可以解釋30.15％的表型變異，其加性效應(yīng)為6.27，表明這個QTL的有利等位基因來自于感病親本甘啤二號。利用AUDPC檢測到兩個與赤霉病抗擴展有關(guān)的QTL（Qaudpc-5-11，Qaudpc-6-6）分別位于大麥的5H和

11、6H上，且分別被包含在Qfhb-5-11，Qfhb-6-6中。Qaudpc-5-11位于標(biāo)記scssr10148～ Bmag0222之間，置信區(qū)間為109.31cM-112.01cM，LOD值為2.07，可以解釋8.89％的表型變異，其加性效應(yīng)為-21.42，表明這個QTL的有利等位基因來自于抗性親本鹽96157。Qaudpc-6-6位于標(biāo)記Bmag0496-200～ Bmag0496-420之間，置信區(qū)間為12.71cM-26.51c

12、M，LOD值為3.65，可以解釋14.78％的表型變異，其加性效應(yīng)為27.93，表明這個QTL的有利等位基因來自于感病親本甘啤二號。
　　本文通過對二棱大麥赤霉病抗擴展性的QTL分析，結(jié)果共得到了6個與其有關(guān)的QTL，分別為Qfhb-3-4、Qfhb-5-11、Qfhb-6-6、Qaudpc-3-3、Qaudpc-5-11、Qaudpc-6-6，并明確了他們在染色體上的大概位置、置信區(qū)間、貢獻率以及抗性來源，為以后大麥赤霉病抗性育