利用近等基因系進行玉米矮花葉病抗病基因精細(xì)定位及互作效應(yīng)分析.pdf

1、玉米矮花葉病是一種危害嚴(yán)重、分布廣泛的病毒性病害，選育抗病品種是防治該病最有效的途徑，抗源篩選和抗病遺傳規(guī)律研究是進行抗病育種工作的前提基礎(chǔ)，課題組篩選出了一份優(yōu)異抗源四一，含有兩個顯性互補的抗玉米矮花葉病基因，利用Mo17與四一組配的F2群體對兩個抗病基因進行了定位，將其定位在了第六和第三染色體上，命名為RSCYV1和RSCMV2，分別找到了與之緊密連鎖的微衛(wèi)星標(biāo)記umc2311和bnlg1371和umcl527、phi053；同時在

2、F2代的連續(xù)跟蹤調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)：抗感組合的分離群體中不同的感病株在發(fā)病時間上存在差異的現(xiàn)象。深入分析這種現(xiàn)象的原因，可以追溯到抗病過程中抗病基因作用方式的差別，初步對抗病過程中兩個抗病基因的作用方式進行了推測。 利用F2代開展研究，由于受遺傳背景的影響，重演性相對較差，課題組以四一(抗病)為供體親本，Mo17(感病)為輪回親本，利用已獲得的緊密連鎖的雙側(cè)分子標(biāo)記進行前景選擇，利用親本間已篩選出有多態(tài)性的135對微衛(wèi)星標(biāo)記進行背景

3、選擇，通過一次雜交、三次回交和一次自交，獲得了一系列遺傳背景一致、抗性穩(wěn)定、株型優(yōu)良的近等基因系(NIL)，本研究在獲得近等基因系的基礎(chǔ)上開展了兩個顯性互補抗病基因的精細(xì)定位及互作研究，為抗病基因克隆和抗病機制研究奠定了堅實的基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括： 1.利用第三染色體抗病基因純合第六染色體抗病基因雜合的近等基因系Mo17AaBB即的F2后代674株作為作圖群體，篩選玉米第六染色體6.00和6.01區(qū)的31對SSR引物，進行抗病基因

4、RSCMV1的定位，連鎖遺傳分析發(fā)現(xiàn)微衛(wèi)星標(biāo)記umc1018，umc2311位于抗病基因RSCMV1兩側(cè)，遺傳距離為3.7CM和1.9CM，找到了9株抗病基因與umc1018發(fā)生交換的單株，9株抗病基因與umc2311發(fā)生交換的單株。緊密結(jié)合玉米基因組測序計劃，利用umcl018與unc2311(物理距離為6.83MB)之間的43個BACs進行BAC-SSR與內(nèi)含子長度多態(tài)性分子標(biāo)記的開發(fā)，利用微衛(wèi)星序列搜索工具SSRHUNTER逐個B

5、AC尋找SSR位點，設(shè)計的47對引物中27對引物可以至少在一個親本中擴增出清晰條帶，引物設(shè)計效率為57.4％，12對引物在親本間有多態(tài)性，有效設(shè)計效率為25.5％，設(shè)計了17對內(nèi)含子長度多態(tài)性引物，其中4對引物在親本間有多態(tài)性，其有效標(biāo)記的開發(fā)效率為23.5％.利用開發(fā)的親本間有多態(tài)性的標(biāo)記檢測18株交換單株，找到了4個共分離的分子標(biāo)記A16-7，A4-3，A4-2，a3-1，將抗病基因RSCMV1限定在了3.3×106bp的范圍內(nèi)。

6、 2. 利用第六染色體抗病基因純合第三染色體抗病基因雜合的近等基因系Mo17AABb。的F2后代作為作圖群體，篩選玉米第三染色體3.04和3.05區(qū)的52對SSR引物，進行抗病基因RSCMV2的定位，篩選到了親本間有多態(tài)性的引物有30對，連鎖遺傳分析發(fā)現(xiàn)微衛(wèi)星標(biāo)記umcl693，bnlg1601位于抗病基因RSCMV2兩側(cè)，遺傳距離為1.7CM和O.9CM，進而進行了抗病基因RSCMV2區(qū)域交換單株的選擇，為其繼續(xù)進行精細(xì)定位和克

7、隆奠定了基礎(chǔ)。 3. 2006、2007年春夏播，兩年兩個播期利用獲得的近等基因系及衍生群體進行了四一中兩個顯性互補抗病基因互作的研究：驗證了四一成株期一對顯性抗病基因的互補關(guān)系；明確了兩個抗病基因作用時期及在發(fā)病癥狀上的差異，發(fā)現(xiàn)帶有兩個抗病基因無論純合基因型還是雜合基因型的單株在整個生育期都沒有癥狀發(fā)生，全部抗??；感病的植株涉及僅還有第三或第六染色體上一個抗病基因(無論純合基因型還是雜合基因型)這兩大類基因型，而這兩類基因型

8、在發(fā)病時間和發(fā)病癥狀上存在明顯差別，在發(fā)病時間上帶有第六染色體抗病基因的植株春播接種后發(fā)病12-26 d發(fā)病，發(fā)病時間明顯延遲一些；帶有第三染色體抗病基因的植株接種后5-9 d發(fā)病，與感病親本M017一致，發(fā)病較早，夏播的發(fā)病規(guī)律與春播一致。在發(fā)病癥狀上帶有第六染色體抗病基因的植株多為單條紋癥狀，帶有第三染色體抗病基因的植株為完全花葉的典型癥狀；2007年在拔節(jié)期、大喇叭口期和抽雄散粉期進行了玉米矮花葉病葉片危害度的動態(tài)變化調(diào)查，綜合三