大豆對大豆花葉病毒抗病基因的遺傳分析、精細定位和標記輔助選擇研究.pdf

1、大豆花葉病毒( Soybean mosaic virus，SMV)病是大豆生產(chǎn)上的一種世界性病害，嚴重影響大豆產(chǎn)量和品質(zhì)。培育抗病品種是防治大豆花葉病毒病，保證大豆優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)最經(jīng)濟、有效和安全的途徑。國內(nèi)外學者在抗源篩選、抗性遺傳和抗性基因的分子標記定位等方面進行了廣泛的研究。本研究在南京農(nóng)業(yè)大學國家大豆改良中心完成對全國SMV株系劃分命名及對各地區(qū)目前SMV株系的組成、分布和流行情況分析的基礎上，有針對性地選擇各大豆產(chǎn)區(qū)的主要流

2、行株系（SC3、SC7、SC18、SC15），對最新育成品種及少量地方和引進品種進行抗性評價和抗源篩選：利用多個抗SMV材料配制雜交組合，分析大豆對SMV株系SC3的抗性遺傳方式及抗性基因間等位關系；對大豆花葉病毒抗病基因RSC12進行初步定位，并對已初步定位的基因RSC12和RscJ進行標記輔助選擇的可行性研究；在對RSC14Q初步定位基礎上，構建次級F2群體，利用以基因組序列為基礎開發(fā)的新的分子標記，對RSC14Q進行精細定位．這些

3、研究為抗SMV育種提供了抗性種質(zhì)和抗源信息，為明確抗性遺傳方式，開展抗性基因的標記輔助選擇提供理論和方法指導，為SMV抗性基因RSC14Q的圖位克隆奠定基礎。主要研究結果如下：
　　 1．大豆對SMV株系SC3、SC7、SC15、SC18的抗性評價
　　 除對華南熱帶區(qū)域的13個大豆品種接種當?shù)刂饕餍袕V分布SMV株系SC18和SC15外，其余的238個大豆品種均接種SC3和SC7株系．共篩選到26份抗性較好的材料?？曝S

4、1號、齊黃1號、PI96983、PI486355、Kwanggyo這5個品種對SC3和SC7均表現(xiàn)抗侵染，齊黃22、大白麻、早熟18、徐豆1號、Davis、Buflla這6個品種只對SC3表現(xiàn)抗侵染，Q0807、南農(nóng)307、Q0806、中作056082等15個品種接種sc3和sc7后發(fā)病癥狀較輕，病情指數(shù)均在20％以內(nèi)，對SMV有較好的抗擴展能力。
　　 251份品種無論接種優(yōu)勢流行弱毒株系（SC3和SC18）還是優(yōu)勢流行強毒株

5、系（SC7和SC15），品種抗性分布都有如下規(guī)律：抗性表現(xiàn)為中間類型（中抗和中感）的品種所占比例很高，均在60%以上，表現(xiàn)高抗病和高感的品種比例很低，低于5%．并且抗弱毒株系的品種所占比例高于抗強毒株系的品種比例．
　　 國內(nèi)黃淮海大豆生態(tài)區(qū)的山東、北京，山西3?。ㄊ校┑目剐再Y源豐富，品種平均病情輕，品種間抗性變異度大．
　　 2．大豆對SMV株系SC3的抗性遺傳與抗病基因的等住性分析
　　 七個抗性材料分別與感

6、病材料南農(nóng)1138-2雜交獲得雜交后代，對各組合親本及后代接種SMV株系SC3鑒定其抗感表型，并對調(diào)查結果做卡方適合性測驗．結果顯示：齊黃1號、科豐1號、Davis、廣吉、早熟18、徐豆1號、PI96983分別與感病品種南農(nóng)1138-2雜交的F1表現(xiàn)抗病，F(xiàn)2呈3抗：1感的分離比例，F(xiàn)2：3家系符合1抗：2分離：1感的分離比例，初步表明它們各有一對基因控制對SMV株系SC3的抗性，且抗性基因為顯性．
　　 針對這七個抗性材料配制

7、抗抗雜交組合，對各組合親本及后代接種SMV株系SC3鑒定其抗感表型，并對調(diào)查結果做卡方適合性測驗．結果顯示：齊黃1號×廣吉、齊黃1號×早熟18、Davis×廣吉、Davis×早熟18、徐豆1號×廣吉、PI96983×廣吉六組抗抗雜交組合的F1，F(xiàn)2均未發(fā)現(xiàn)感病植株，初步表明齊黃1號、廣吉、早熟18、Davis、徐豆1號、PI96983所攜帶的對SC3的抗性基因是等位的或緊密連鎖的．科豐l號×廣吉和科豐l號×早熟18兩組抗抗雜交組合F1都

8、表現(xiàn)為抗病，F(xiàn)2經(jīng)卡方測驗呈15抗：1感的分離比例，初步表明科豐l號所攜帶的對SC3的抗性基因與廣吉、早熟18分別攜帶的對SC3的抗性基因在不同的位點上，且兩個基因獨立遺傳．
　　 3．大豆對SMV株系SC12的抗性基因的定位及對Rsc12、Rscup.的標記輔助選擇研究
　　 雜交組合齊黃22(R)×南農(nóng)1138-2(S)的親本及后代接種SMV株系SC12，F(xiàn)1表現(xiàn)抗病，F(xiàn)2群體抗感分離比例符合3:1，F(xiàn)2：3家系呈1

9、抗：2分離：1感的分離比例，表明齊黃22對SMV株系SC12的抗性是由一對顯性基因控制，以Rsc12表示．
　　 利用齊黃22×南農(nóng)1138-2的包含219個單株的F2作圖群體，采用常規(guī)摩擦接種法對群體各單株進行表型鑒定，依據(jù)分離群體分組分析法，應用Mapmakcr3.0軟件進行表型與基因型的連鎖分析，對抗性基因RSC12進行標記定位，將RSC12定位在F連鎖群上，7個SSR標記均與抗病基因Rsc12連鎖，標記與RSC12順序和

10、距離為：Sat_2976.4cM Sat2344.9 cM Sat_1541.1 cM Satt1140.7 cM SOYHSP1761.6 cM Satt3342.4 cMRsc126.3 cM Set-033。
　　 利用抗病基因RSC12，RSC14q兩側(cè)的SSR分子標記Satt334和Sct_033對齊黃22×南農(nóng)1138-2的F2、F3和F4世代以及齊黃1號×南農(nóng)1138-2的F5、F6世代進行抗病基因的標記輔助選擇效

11、率研究。結果表明：單獨使用標記Satt334或Set033對RSC12在齊黃22×南農(nóng)138-2的三個世代以及對RSC14Q在齊黃1號×南農(nóng)1138的兩個世代MAS準確率均在85%以上，同時使用兩個標記準確率達95%。證明2個標記可以有效地代替人工接種鑒定用于大豆抗SMV育種中對抗病基因RSC12，RSC14Q的選擇。
　　 4．大豆對SMV抗病基因RSC14Q的精細定位研究
　　 利用RSC14Q的初步定位結果，在重組

12、自交系中篩選目標區(qū)間雜合、遺傳背景純合的單株，即剩余雜合體，共篩選到的四株剩余雜合體。構建了一個由剩余雜合體自交獲得的包含680個單株的次級分離群體。經(jīng)接種鑒定群體符合3抗：1感的分離比例，可以作為RSC14Q基因的定位研究的定位群體。
　　 根據(jù)大豆基因組序列信息，針對目標區(qū)段開發(fā)新的標記，成功開發(fā)出了2個InDel標記和1個SNP標記，所獲得的InDel標記分剮命名為MY750，MY26530，所獲得的SNP標記命名為MY5

13、25。新標記的獲得有助于提高目的基因區(qū)域遺傳圖譜的精度，精細定位Rsc14Q.
　　 本研究將RSC14Q定位在Satt334和MY750之間，分別與之相距0.6 cM和0.5 cM，根據(jù)已公布的大豆基因組序列，將包含RSC14Q的區(qū)段限定在1.18 Mb區(qū)間內(nèi)．根據(jù)單株及其后代的鑒定表型及標記數(shù)據(jù)，將RSC14Q鎖定在標記MY525和MY750之間，依據(jù)大豆基因組序列信息，進一步將RWC14Q限定在616kb區(qū)間內(nèi)，為圖位克隆