小麥抗白粉病基因的分子標記定位及標記輔助選擇.pdf

1、小麥白粉病是小麥生產(chǎn)上的主要病害之一,是由小麥白粉菌(Erysiphe gramini f. sp.tritici)引起的真菌性病害。過去僅在具有充沛雨量的海洋性和半大陸性氣候環(huán)境的小麥種植區(qū)流行,在我國多發(fā)生在西南高地、山東沿海等地區(qū)。20世紀70年代以來,隨著氮肥施用量的增加,小麥矮稈、半矮稈品種的推廣及灌溉面積的擴大,白粉病的危害日趨嚴重。利用抗病品種是防治小麥白粉病最經(jīng)濟、有效和環(huán)境安全的方法。對小麥抗病基因進標記定位,尋找緊密

2、連鎖的標記應用于輔助選擇,可以提高抗病育種效率,加快育種進程。本研究利用小麥微衛(wèi)星引物對白粉病抗性基因Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm23進行遺傳作圖,尋找緊密連鎖的分子標記用于多基因聚合體的篩選及回交育種中抗病基因的標記輔助選擇。主要得到以下結(jié)果： 1.利用小麥抗白粉病基因Pm23、Pm4b的載體品種(品系)Line81-7241和VPM1分別與感病品種Chancellor創(chuàng)制BC1或F2:3分離群體,結(jié)合PSG(

3、優(yōu)選小群體)分析方法,找到8個定位在染色體2AL上的標記與Pm23連鎖,分別為:Xbarc122、Xgwm311、Xgwm356、Xgwm382、Xgdm93、Xwmc17D、Xbarc76和Xcfd267。從而將Pm23定位到2AL上,不同于原來利用單體定位在5A染色體上的結(jié)果。利用獲得的8個標記對Pm4b進行遺傳作圖,結(jié)果表明,4個標記與Pm4b連鎖(Xgwm356、Xgdm93、Xbar76和Xbarc122)。3個抗白粉病基因(

4、Pm4a、Pm4b和Pm23)均與標記Xgwm356連鎖,遺傳距離為3-5cM,等位性測驗證明Pm23與Pm4b為等位基因。表明Pm23是Pm4位點上新的等位基因類型,重新將其命名為Pm4c。 2.Pm1c位于小麥染色體7AL的抗病基因富集區(qū)域。本研究以含有Pm1c的小麥品種M1N為抗病親本,以Chancellor為感病親本,創(chuàng)制F2分離群體,結(jié)合PSG分析方法,構(gòu)建了Pm1c的微衛(wèi)星遺傳圖譜。定位在染色體7AL上的7個微衛(wèi)星標

5、記(Xgwm282、Xgwm332、Xgwm344、Xgwm63、Xcfa2040、Xwmc525和Xpsp3094)與Pmlc連鎖,但遺傳距離較大,物理圖譜定位在4AL上的標記.Xbarc70和.Xbarc78與Pmlc緊密連鎖,遺傳距離分別為0.9和0.8cM。表明攜帶Pmlc的染色體片段曾經(jīng)發(fā)生過重排,從4AL轉(zhuǎn)移到7AL上,并整合到普通小麥中。本研究從分子水平上證明了染色體4AL和7AL存在的重排關系,也為研究Pmlc的來源提供

6、了依據(jù)。 3.以Chul/8*Cc(Pm3b)和Chancellor的BC1和含有Pm12的小麥品系與Chancellor的雜交F2為分離群體為材料,分別利用定位在1AS(57對)、6B(66對)上的小麥微衛(wèi)星引物,對Pm3b和Pm12進行了遺傳作圖,結(jié)果找到2個與Pm3b緊密連鎖的標記,其順序為:Xgdm33-3.6cM-Pm3b-2.7cM-Xwmc104;4個標記與PM12連鎖,標記及Pm12的順序依次為:Xbarc76-

7、2.7cM-Xwmc487-2.4cM-Xswes180-4.9cM-Pm12-4.1cM-Xswes222。 4.利用本研究得到的與小麥抗白粉病基因緊密連鎖的分子標記,對含有Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c、Pm19和Pm23的載體品種(品系)的擴增情況進行比較。結(jié)果表明：與Pm3b緊密連鎖的標記Xgdm33和Xwmc104在Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm19等5個基因的聚合后代中選擇Pm3b是有效的,但不

8、能區(qū)分Pm3b與Pm23基因聚合的材料：與Pm12緊密連鎖的標記Xswes180和Xswes222,能將Pm12與其它5個抗病基因區(qū)分開來；與Pm1c緊密連鎖的標記Xbarc78,在Pm3b、Pm4b、Pm12、Pm1c和Pm23的聚合后代中選擇Pm1c是有效的,不能選擇與Pm19聚合的材料；與Pm4b、Pm23緊密連鎖的標記Xbarc122和Xgwm356,在Pm3b、Pm4b(或Pm23)、Pm12、Pm1c、Pm19的聚合后代中選

9、擇Pm4b(或Pm23)是有效的,不能區(qū)分Pm4b和Pm23。 5.利用與Pm23緊密連鎖的微衛(wèi)星標記Xbarc122375對山農(nóng)2618與Line81-7241(Pm23)的回交后代進行輔助選擇,得到了抗性提高并保留了山農(nóng)2618所有農(nóng)藝性狀優(yōu)點的小麥新品系；利用AS-PCR標記Dx5-470bp對山農(nóng)2618中所含有的5+10高分子量麥谷蛋白優(yōu)質(zhì)亞基在山農(nóng)2618與Line81-7241的回交后代中進行跟蹤檢測,獲得了含有5