小麦品种周8425B和贵州98-18中抗叶锈基因的分子定位

论文摘要

由叶锈菌（Puccinia triticina）引起的小麦叶锈病是影响世界小麦稳产高产的重要病害之一,也是影响我国小麦生产的重要因素。实践证明,利用抗叶锈品种是减轻叶锈病危害的最经济、有效、安全的方法。深入研究小麦抗叶锈性遗传,持续不断地研究发现和标记小麦抗叶锈病新基因对于抗病育种和病害防治具有十分重要的意义。小麦抗锈基因的分析方法很多,可以依据不同的研究目的和试验条件等来选择合适的方法。EST（expressed sequence tags,EST）标记技术是利用来源于不同组织的对应于某一种mRNA的cDNA克隆的一段序列,根据其核昔酸序列设计引物,对基因组特定区域进行特异性扩增,在全基因组水平上检测DNA的变异。SSR标记,即简单序列重复,根据核心序列串联重复数目不同,利用两侧的DNA序列作引物,对包含重复序列的基因组进行PCR扩增,检测DNA的变异。小麦材料周8425B和贵州98-18对我国目前大多数生理小种表现抗病,本研究应用基因推导、抗性遗传分析和SSR标记技术对贵州98-18抗锈性进行研究;利用EST标记和基于标记基因型和表型选择的分离群体分组分析法（BSA）对周8425B进行分析,主要结果如下:1.利用基因推导法,通过比较贵州98-18及35个抗叶锈基因的近等基因系对14个叶锈菌生理小种的抗病反应型,推导出贵州98-18可能含有一个新抗叶锈基因。2.用叶锈菌流行小种THTT接种贵州98-18和郑州5389及其杂交所得的F1,F2代群体进行抗病基因的遗传分析,结果表明贵州98-18含有一个显性抗叶锈基因,暂命名为LrG98.3.利用SSR和STS标记技术用于亲本及抗感池间的引物筛选,检测F2代群体,用作图软件MaPManagerQTXb20进行连锁分析、构建抗病基因所在染色体的遗传连锁图谱,结果表明,贵州98-18携带的显性抗病基因LrG98与位于1B染色体上的4个标记Xgwm582,Xbarc240,Lr26,Xwmc694紧密连锁,遗传距离为3.8 cM到10.9 cM,其中在LrG98两侧最近的标记为Xgwm582-1B和Lr26,遗传距离均为3.8 cM.4.根据已挑选的位于小麦1BL染色体上的101对EST引物对周8425B和中国春及由BSA法建立的抗、感基因池进行PCR扩增筛选,发现有4对引物可以扩增出多态性片段。只有引物BF482555cp经多次重复,在退火温度为55℃,延伸时间为45s时,在抗感亲本和抗感单株间可扩增出稳定清晰具差异的EST标记,该标记命名为BF482555。在F2和F3群体中检测,用作图软件MaPManagerQTXb20进行连锁分析,结果表明周8425B携带的显性抗病基因LrZH84与位于1BL染色体的EST标记BF482555紧密连锁,在F2和F3群体中检测的连锁距离分别为3.8 cM和4.5 cM,该标记在抗感品种间扩增出了共显性的多态性片段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 基因推导法
• 1.2 常规杂交法
• 1.3 染色体定位
• 1.4 分子标记
• 1.4.1 分子标记的类型
• 1.4.2 小麦抗叶锈基因常用分子标记
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 主要仪器及供试试剂
• 2.1.1 仪器
• 2.1.2 试剂
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 小麦材料
• 2.2.2 菌种材料
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 菌种的纯化及扩繁
• 2.3.2 基因推导
• 2.3.3 苗期抗病性鉴定
• 2.3.4 基因组DNA 的提取
• 2.3.5 抗感池的建立
• 2.3.6 SSR 标记筛选
• 2.3.7 EST 标记筛选
• 3 结果与分析
• 3.1 贵州98-18 中抗叶锈基因的研究
• 3.1.1 基因推导
• 3.1.2 遗传分析
• 3.1.3 连锁分析和遗传作图
• 3.2 周8425B 中抗叶锈病基因LrZH84 的EST 标记
• 3.2.1 标记筛选及BSA 分析
• 3.2.2 连锁性分析和遗传作图
• 3.2.3 F3 代群体验证
• 4 讨论
• 4.1 位于1B 染色体上的Lr26，Lr33，Lr44，Lr46，Lr51，Lr55 和LrG98 的比较
• 4.2 LrG98 和LrZH84 的关系
• 4.3 新抗病基因的意义
• 4.4 EST 标记的开发
• 4.5 小麦抗叶锈基因的标记验证
• 4.6 展望与计划
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 在读期间发表的学术论文
• 作者简历
• 致谢