基于近等基因系的玉米穗粒腐病抗性遗传研究

论文摘要

玉米穗粒腐病是一种危害严重的真菌性病害,该病不仅影响了玉米的产量和品质,而且其产生的次生代谢物已威胁到人畜健康。近年来随着对食品安全问题的普遍关注,玉米穗粒腐病已成为国内外研究中的热点问题。围绕玉米穗粒腐病抗性,利用分子数量遗传学等方法鉴别出一些抗病QTL,加深了对抗病性的认识。为了揭示多基因位点控制复杂性状的抗病机制,需要对抗病性状进行剖分。在课题组抗源筛选的基础上,首先利用分子标记辅助选择的方法选育出覆盖全基因组的一套导入系,结合抗性鉴定,选育出抗病近等基因系,进而开展玉米穗粒腐病抗性遗传研究。主要结果如下:1.导入系选育通过一次自交,四次回交。选用抗病自交系BT-1为非轮回亲本,感病自交系N 6为轮回亲本,其中利用均匀分布于玉米10个连锁群的109个SSR分子标记在BC2F1进行背景检测,随后根据BC2F1代背景选择的标记位点信息,并将标记增加到153个,在BC4F1对SSR标记位点监控,通过筛选只保留单个SSR标记位点,或连锁的几个SSR标记位点,剔除遗传背景中其他标记位点的单株或其后代,获得77个以N 6为背景、BT-1为供体的染色体片断导入系,这些导入系的遗传背景恢复率均在90%以上。2.在导入系的选育过程中,结合抗性鉴定,2006年春得到12个BC4F1抗病近等基因系,遗传背景恢复率达到90%以上,2007年用12个抗病近等基因系的回交后代BC5F1和17个BC4F1中抗性最好的1个近等基因系的自交BC5F2群体,通过田间接种鉴定和分子检测发现:同时含有第4染色体和第6染色体目标区域片段的单株表现为高抗,仅含有第4染色体或第6染色体目标区域片段的单株表现为抗性中等偏感,两条染色体上均不存在目标区域片段的单株严重感病,初步推断在第4染色体和第6染色体存在杭病基因。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 玉米穗粒腐病抗性遗传研究进展
• 1.1.1 玉米穗粒腐病发生与危害
• 1.1.2 玉米穗粒腐病抗性机制的研究
• 1.1.3 玉米穗粒腐病抗性遗传及基因定位研究进展
• 1.2.分子标记辅助选择及其在玉米抗病育种的应用
• 1.2.1 分子标记的概念、种类及特点
• 1.2.2 分子标记辅助选择的概念、原理及途径
• 1.2.3 分子标记辅助选择的影响因素
• 1.2.3.1 标记与目标基因（QTL）之间的遗传距离
• 1.2.3.2 目标性状的遗传率
• 1.2.3.3 群体大小和性质
• 1.2.3.4 分子标记数目和效应
• 1.2.3.5 选择时期与代数
• 1.2.3.6 基因在染色体上分布
• 1.2.4 分子标记辅助选择在数量性状改良中的应用
• 1.3 QTL的精细定位
• 1.3.1 QTL定位存在的问题
• 1.3.2 QTL精细定位策略
• 1.3.2.1 减少遗传背景影响
• 1.3.2.2 改进统计分析方法
• 1.3.2.3 提高定位群体中重组个体的频率
• 1.3.2.4 建立单个QTL的近等基因系（QTL-NIL）
• 1.3.2.5 利用全基因组染色体片段导入代换系进行QTL的精细定位
• 1.4 近等基因系的相关研究
• 1.4.1 近等基因系（NILs）的概念
• 1.4.2 近等基因系选育
• 1.4.3 近等基因系构建的研究意义
• 1.4.4 玉米近等基因系的应用
• 1.4.4.1 抗病性研究
• 1.4.4.2 品质研究
• 1.4.4.3 生育期研究
• 1.4.4.4 雄性不育性研究
• 1.4.4.5 抗逆性研究
• 1.4.5 近等基因系建立过程中存在的问题及展望
• 1.5 本研究的目的及意义
• 1.6 主要内容
• 第二章 玉米穗粒腐病近等基因系的构建
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 方法
• 2.1.2.1 接种方法和鉴定方法
• 2.1.2.2 DNA提取和检测
• 2.1.2.3 SSR标记
• 2.1.2.4 银染法
• 2.1.2.5 遗传背景回复率计算方法
• 2.1.2.6 遗传背景分析及作图
• 2.1.3 技术路线
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 遗传背景的选择
• 2.2.2 抗病近等基因系选育各世代选择
• 1F₁～BC₂F₁世代的鉴定与选择'>2.2.2.1 BC₁F₁～BC₂F₁世代的鉴定与选择
• 3F₁～BC₄F₁世代的鉴定与选择'>2.2.2.2 BC₃F₁～BC₄F₁世代的鉴定与选择
• 2.2.3 N6×BT-1单片段导入系选育
• 第三章 玉米穗粒腐病抗性遗传研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 方法
• 3.1.2.1 接种方法和鉴定方法
• 3.1.2.2 DNA提取和PCR程序
• 3.1.2.3 遗传背景回复率计算方法
• 3.1.2.4 遗传背景分析及作图
• 3.3 结果与分析
• 5F₁世代的鉴定与选择'>3.3.1 春播BC₅F₁世代的鉴定与选择
• 5F₂表型鉴定结果'>3.3.2 BC₅F₂表型鉴定结果
• 5F₂分子标记鉴定结果'>3.3.3 南繁BC₅F₂分子标记鉴定结果
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.1.1 导入系选育
• 4.1.2.抗病性研究
• 4.2 讨论
• 4.2.1 关于近等基因系的选育效率
• 4.2.2 对玉米穗粒腐病的认识
• 4.2.3 提高接种鉴定准确性的方法
• 4.2.4 关于玉米穗粒腐病遗传效应
• 4.2.5 利用近等基因系对玉米穗粒腐病抗性研究
• 4.2.6 玉米穗粒腐病抗性相关研究比较
• 4.2.7 关于近等基因系选育过程中导入系的研究
• 参考文献
• 英文摘要