小偃麥滲入系抗白粉病基因分子定位及HMW-GS遺傳分析.pdf

1、小麥白粉病是由Blumeria graminis f. sp. tritici(Bgt)引起的世界性病害，在我國(guó)各小麥主產(chǎn)區(qū)常年發(fā)生。迄今為止，國(guó)內(nèi)外已在小麥基因組的47個(gè)基因座(Pm1~Pm52、Pm18=Pm1c、Pm22=Pm1e、Pm23=Pm4c、Pm31=Pm21)鑒定出67個(gè)正式命名的抗白粉病基因。一些抗病基因已成功應(yīng)用到小麥育種和生產(chǎn)中，但隨著抗病品種的大面積種植，大多數(shù)抗病品種開(kāi)始喪失抗性。因此，持續(xù)發(fā)掘和利用小麥抗白

2、粉病新基因顯得尤為重要。中間偃麥草(Thinopyrum intermedium,2n=42, JJJsJsStSt)是利用最成功的多年生小麥野生近緣植物，蘊(yùn)含著大量豐富的優(yōu)良基因，對(duì)小麥條銹病、白粉病等病害表現(xiàn)為免疫或高抗。為了利用它里面的優(yōu)良基因，我所在的課題組經(jīng)過(guò)多年的努力，以來(lái)自中間偃麥草的八倍體小偃麥為抗性來(lái)源，通過(guò)雜交和回交培育出了CH03W006、CH7124等抗病小麥新品系。本研究主要通過(guò)遺傳分析、基因組原位雜交及分子標(biāo)

3、記定位，對(duì)小麥新品系CH7124進(jìn)行了抗病基因的染色體定位；同時(shí)根據(jù)禾本科作物之間存在的共線性關(guān)系，利用比較基因組學(xué)開(kāi)發(fā)新型分子標(biāo)記，對(duì)Pm43基因進(jìn)行基因區(qū)域飽和圖譜的構(gòu)建；同時(shí)對(duì)140份小偃麥衍生品系的高分子量麥谷蛋白亞基進(jìn)行遺傳分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴小麥新品系CH7124衍生于八倍體小偃麥‘TAI8335’。在苗期對(duì)白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2表現(xiàn)為免疫或高抗，抗病表現(xiàn)與TAI

4、8335及其野生親本中間偃麥草相似。基因組原位雜交未檢測(cè)到CH7124含有外源染色體信號(hào)。利用CH7124與感病親本SY95-71和綿陽(yáng)11的雜交群體接種鑒定和遺傳分析證實(shí)，CH7124成株期對(duì)E09的抗性由1對(duì)顯性核基因控制，暫命名為PmCH7124。采用分離群體分組分析法(bulked segregant analysis, BSA)和SSR標(biāo)記相結(jié)合，篩選到5對(duì)SSR標(biāo)記（Xgwm47, Xgwm120, Xwmc332, Xgw

5、m501, and Xbarc101）與抗性基因連鎖，與兩翼鄰近SSR標(biāo)記Xgwm501和Xbarc101的遺傳距離分別為1.7cM和4.5cM，并將PmCH7124及其連鎖標(biāo)記定位在小麥2B染色體長(zhǎng)臂上。通過(guò)分析2BL上其他抗白粉病基因的抗性來(lái)源、抗譜、物理圖譜位置以及連鎖標(biāo)記在PmCH7124作圖群體中的多態(tài)性，認(rèn)為PmCH7124不同于2BL上已知的抗白粉病基因Pm6、Pm33、Pm51、Pm52、PmJM22、MlZec1和Ml

6、AB10。⑵在前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)Pm43基因進(jìn)行了精細(xì)比較遺傳定位研究，開(kāi)發(fā)出3對(duì)EST-PCR標(biāo)記，與短柄草第5號(hào)染色體和水稻第4號(hào)染色體建立了微共線性關(guān)系，為Pm43基因的圖位克隆奠定了基礎(chǔ)。⑶為了了解小偃麥滲入系后代分離群體中高分子量麥谷蛋白的遺傳規(guī)律，采用SDS-PAGE法分析了小偃麥滲入系F2分離群體中140個(gè)單株的HMW-GS組成和遺傳多樣性。結(jié)果表明，2個(gè)親本Glu-1位點(diǎn)不同亞基間不存在連鎖關(guān)系；F2分離群體中HMW-G

7、S遺傳變異豐富，共出現(xiàn)19種HMW-GS組合類型，在Glu-A1，Glu-B1， Glu-D1位點(diǎn)上分別檢測(cè)到3，10，4種不同的亞基類型，3個(gè)位點(diǎn)分別含有2*，7+8/13+16/17+18，5+10/5+12等豐富的優(yōu)質(zhì)亞基；聚類分析結(jié)果表明，F(xiàn)2分離群體與父本CH03W006聚為一類的HMW-GS類型最多，表明通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)造的新材料遺傳基礎(chǔ)豐富，且其后代群體HMW-GS的遺傳存在偏父現(xiàn)象（Patroclinal Inherita