小麥抗白粉病新材料和矮桿突變體的研究.pdf

1、第一部分：
　　小麥白粉病是由禾本科布氏白粉菌小麥專化型(Erysiphe graminis f.sp.tritici)引起的一種氣傳病害，具有適應范圍廣、傳播速度快和變異快等特點，對世界范圍的小麥生產(chǎn)危害嚴重。在我國各主要產(chǎn)麥區(qū)，白粉病普遍發(fā)生，嚴重威脅著我國小麥的安全生產(chǎn)。培育抗性品種是解決小麥白粉病威脅的重要措施，而抗白粉病新種質(zhì)的鑒定和遺傳基礎(chǔ)研究是培育突破性小麥抗病新品種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是長期而緊迫的任務。
　　小麥

2、品系1002是作者所在實驗室經(jīng)多年自交繁衍形成的穩(wěn)定品系，對當前生產(chǎn)流行的白粉菌生理小種表現(xiàn)苗期和成株期免疫抗性。為深入了解1002白粉病抗性的遺傳機制，為該材料的進一步研究和利用奠定基礎(chǔ)，本研究對其遺傳特性和抗性來源等進行了分析，獲得如下研究結(jié)果:
　　1.選用田間混合白粉菌接種，對1002與感病小麥品種綿陽11(MY11)雜交F1、F2，F(xiàn)2∶3家系，BC1F1,BC2F1代進行了抗白粉病遺傳分析，結(jié)果表明1002的白粉病抗性

3、來源于單顯性基因控制的細胞核遺傳;與其他6個高感白粉病小麥雜交F1代表現(xiàn)高抗白粉病特性，表明1002攜帶的抗性基因能有效在感病小麥背景中表達。
　　2.用A-PAGE分析、熒光原位雜交技術(shù)(FISH)和黑麥基因組特異性分子標記鑒定1002中的黑麥遺傳物質(zhì)，及其與抗病性的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)1002是一個黑麥堿基因Sec-1表達缺失的1BL/1RS易位系，但其白粉病抗性與1BL/1RS染色體無關(guān)。
　　3.使用26對中間偃麥草和12對簇

4、毛麥的種族特異性引物對1002進行鑒定，發(fā)現(xiàn)1002沒有中間偃麥草和簇毛麥的遺傳背景。
　　4.將1002攜帶的抗白粉病基因與當前有效抗白粉病基因進行了等位性分析及分子標記鑒定，排除了1002的抗性基因與Pm37、Pm40、Pm43、PmCN17、PmL962等已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的抗性基因為同一基因的可能。
　　5.綜上結(jié)果推斷1002攜帶一個可能來自于普通小麥的抗白粉病新基因。
　　第二部分：
　　矮桿是小麥高產(chǎn)育種中一

5、個重要的育種指標，適宜高度的小麥品種不僅可以減輕收獲期不利環(huán)境引起的倒伏而帶來的減產(chǎn)，而且可以改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高收獲指數(shù)，促進小麥的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)。現(xiàn)代小麥品種株高趨于增高的趨勢，存在倒伏的潛在威脅;特別是在西南麥區(qū)收獲季節(jié)，常遭遇暴雨或陰雨大風的襲擊，致使大面積的倒伏減產(chǎn)和品質(zhì)降低。目前在小麥中發(fā)掘的矮桿基因共有25個，但在育種中能有效應用的只有少數(shù)幾個，且至矮作用有限。因此，創(chuàng)制和鑒定新的矮桿材料對小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)育種具有重要意義。誘變

6、技術(shù)對矮桿基因的發(fā)掘發(fā)揮了舉足輕重的作用。在目前發(fā)現(xiàn)的25個矮稈基因中有13個來自于誘變體。空間誘變技術(shù)是近些年來發(fā)展起來的新興技術(shù)，通過該技術(shù)的應用已獲得了不同類型的突變體，其中包括小麥矮桿突變，但是對空間環(huán)境導致的矮化機理的研究卻很少，而弄清楚矮化的機理對定向改造性狀，培育理想株型品種具有重要意義。
　　DMR88-1是2006年經(jīng)“實踐八號”衛(wèi)星搭載小麥品種R88處理后，經(jīng)過8年選擇和自交繁育獲得一個表型穩(wěn)定的矮稈突變株系。

7、本研究以該矮稈突變株為研究材料，從植株發(fā)育、解剖學特征及分子生物學的角度對其矮化原因進行了探究，取得了如下研究結(jié)果:
　　1.以地面小麥R88CK為對照，對DMR88-1進行了株高發(fā)育動態(tài)的調(diào)查，結(jié)果表明拔節(jié)期至開花期是DMR88-1株高發(fā)育變異的關(guān)鍵時期。對成株株高構(gòu)成分析發(fā)現(xiàn)相比R88CK，DMR88-1除穗長有所增長外，其余的5個節(jié)間長度均明顯縮短，其中倒一節(jié)縮短了7.80cm，節(jié)間縮短達到了27.46％，對株高降低的貢獻最

8、大，貢獻率為42.48％。
　　2.應用石蠟切片技術(shù)，對倒一節(jié)莖的解剖結(jié)構(gòu)進行了觀察，結(jié)果表明: DMR88-1的倒一節(jié)間細胞平均長度為143.55um比對照縮短16.85％，細胞數(shù)目為1436個比對照減少12.71％，均達到極顯著水平。DMR88-1株高的降低是細胞長度和細胞數(shù)目共同減少作用的結(jié)果，其中細胞長度減小起主要作用。
　　3.以小麥品種中廣泛存在的矮桿基因Rht-B1b、Rht-D1b、Rht4、Rht5、Rht

9、9、Rht12和Rht13的特異性標記引物對R88CK進行鑒定，發(fā)現(xiàn)R88CK不含有這7個基因，由此證明DMR88-1的矮變與以上矮桿基因無關(guān)。赤霉素過敏反應類型檢測表明，DMR88-1和R88CK均為赤霉素非敏感類型。
　　4.對R88CK、矮桿池和高桿池進行SSR分子標記多態(tài)性分析，篩選出26對多態(tài)性引物，對它們的擴增特異帶進行了回收，測序。對其中18條序列進行了BLAST功能注釋，為進一步發(fā)掘DMR88-1中攜帶的控制株高的