小麥抗白粉病種質(zhì)遺傳背景鑒定及分子標(biāo)記輔助選擇研究.pdf

1、小麥(Triticumaestivam)是世界主要糧食作物之一，白粉病(Blumeriagraminisf.sp.tritici)是世界小麥產(chǎn)區(qū)的主要病害，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。選育和推廣抗白粉病的新品種是防治白粉病的有效而安全的途徑。從小麥近緣物種中轉(zhuǎn)移抗白粉病基因到小麥遺傳背景中，創(chuàng)建新的抗自粉病材料是抗病育種的一個重要內(nèi)容。同時，篩選與抗白粉病基因連鎖的分子標(biāo)記并應(yīng)用于新品種、新材料選育中，對提高優(yōu)良性狀聚合效率和加快抗病育種進(jìn)程具

2、有重要意義。 1.選育并鑒定了一個新型的小麥6V/6B異代換系010714 貴農(nóng)21是多抗優(yōu)良的小麥品系，尤其是對白粉病免疫。它是普通小麥-簇毛麥的6V/6A異代換系，其6V染色體來自于簇毛麥(Haynadiavillosa)。硬偏麥六倍體(HexexaploidofAe.ventricosa-T.durum)來自于硬粒小麥(Triticumdurum)與偏凸山羊草(Aegilopsventricosa)雜交的后代。二者

3、均有穩(wěn)定而卓越的抗白粉病性?？共》N質(zhì)010714為貴農(nóng)21和硬偏麥六倍體雜交后連續(xù)自交，在F7代選出的能穩(wěn)定遺傳、具優(yōu)良抗白粉病性，且農(nóng)藝性狀接近于育種目標(biāo)的株系。 對抗病種質(zhì)010714的遺傳背景進(jìn)行細(xì)胞學(xué)鑒定，分別以簇毛麥和偏凸山羊草的基因組總DNA為探針，中國春基因組總DNA為封阻劑，對010714根尖細(xì)胞分裂中期相的染色體組進(jìn)行原位雜交，結(jié)果表明010714染色體組中有1對染色體能與簇毛麥基因組DNA探針雜交，01071

4、4染色體組與偏凸山羊草基因組DNA探針無雜交信號。說明010714帶有一對來自于簇毛麥的染色體，沒有來自偏凸山羊草的MV染色體或染色體大片段。核型分析結(jié)果表明，010714中來自簇毛麥的染色體臂比值為1.20，與簇毛麥6V染色體臂比值1.12類似。同時在010714中只有一對臂比值為1.85的隨體染色體，與1B染色體類似，缺少臂比值大于2.10的6B隨體染色體。C-帶分析表明，能與簇毛麥基因組DNA雜交的染色體帶型特征與簇毛麥6V染色體

5、C-帶帶型一致，普通小麥染色體不具有這一帶型。因此可推斷，010714為一個6V/6B代換系，是一個不同于貴農(nóng)21的6V/6A異代換系的新型育種材料。010714的優(yōu)良抗白粉病性與6V染色體有關(guān)。 2.獲得了與010714抗白粉病基因連鎖的RAPD分子標(biāo)記RM874 C050S具有溫光敏核不育性和優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，但不抗白粉病。本研究以C050S作為母本，將010714作為父本，進(jìn)行雜交，在后代中進(jìn)行抗白粉病基因標(biāo)記篩選和

6、轉(zhuǎn)化，并利用所得分子標(biāo)記進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇，以便真正將010714的抗白粉病基因應(yīng)用于小麥新材料新品種選育中。以010714為父本與C050S雜交的F1代植株表現(xiàn)為抗病，說明010714所攜帶的抗白粉病性狀為顯性遺傳。F1自交得到的F2分離群體，其抗?。焊胁≈仓瓯壤秊?39:96。010714的抗白粉病性呈單基因顯性遺傳模式，其抗自粉病基因與6V染色體有關(guān)，由于6V在普通小麥遺傳背景下傳遞率低于50％，致使C050S×010714的F

7、2群體出現(xiàn)偏離孟德爾模式3:1的分離比例。由引物S2018擴(kuò)增出的長度為874bp的特異標(biāo)記RM874可以作為010714、貴農(nóng)21抗白粉病基因的RAPD分子標(biāo)記。 3.基于單一PCR條帶的大量測序和多重比對，成功地將含有大量重復(fù)序列的RM874標(biāo)記轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記SM142 RM874穩(wěn)定性欠佳，有待于轉(zhuǎn)化成更穩(wěn)定和特異的SCAR標(biāo)記。測序表明，RM874單一條帶包含有一系列等長的、來自于重復(fù)序列的同源序列片段。在已

8、經(jīng)測序的克隆子中，克隆子序列RS874與抗白粉病基因一起沿簇毛麥→貴農(nóng)21→010714→C050S×010714的F2群體的傳遞路線。將RM874條帶中能在簇毛麥、010714和C050S×010714的F2群體中均有出現(xiàn)的序列RS874與GenBank中已登錄序列進(jìn)行廣泛比對，結(jié)果表明010714與抗白粉病基因連鎖的RAPD分子標(biāo)記RM874所包含的重復(fù)序列家族與一粒小麥、圓錐小麥、普通小麥、大麥甚至水稻的對應(yīng)序列具有同源性。RM8

9、74及其同源序列為類似gypsy逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子中g(shù)ag-pol編碼區(qū)的部分序列，很可能在轉(zhuǎn)座過程中大量遺留于不同染色體的不同位置，構(gòu)成了重復(fù)序列家族，GISH表明它們在010714染色體組中呈散在分布。RM874為簇毛麥特有的序列，有別于其他近緣物種。010714為6V/6B代換系，所以在010714中RM874為6V染色體特異的RAPD標(biāo)記。通過RS874與其他RM874序列、一粒小麥、圓錐小麥、普通小麥、大麥和水稻對應(yīng)序列進(jìn)行比對，設(shè)

10、計出SCAR引物組合05－116/05－117，能擴(kuò)增出長度為142bp的特異條帶，命名為SM142，SM142與抗白粉病基因具有連鎖關(guān)系，但未呈現(xiàn)共分離的完全連鎖。 4.利用SM142標(biāo)記的輔助選擇，實(shí)現(xiàn)了抗白粉病性與TGMS不育性的聚合 以C050Sx010714的F2代單株和F5代單株為RM874和SM142與抗白粉病基因連鎖性的驗(yàn)證群體，結(jié)果表明RM4874和SM142與抗白粉病基因間存在連鎖關(guān)系，但SM142穩(wěn)

11、定性好于RM874，二者均可用作C050S×010714雜種后代抗白粉病性的分子標(biāo)記。利用SCAR標(biāo)記SM142，進(jìn)行抗白粉病性分子標(biāo)記輔助選擇，結(jié)合傳統(tǒng)選育方法，在部分C050S×010714的F5代群體中選育到2個抗白粉病性得到改良、不育度和株高基本符合育種要求的株系。證明SM142在育種實(shí)踐中具有一定實(shí)用價值。C050S×010714雜種后代出現(xiàn)少量具有SM142但不帶抗白粉病基因的現(xiàn)象，是因?yàn)閭€別后代植株發(fā)生了易位，出現(xiàn)了感病的