小麦对禾谷孢囊线虫的抗性遗传分析以及小麦根与线虫互作的表型特征

论文摘要

小麦禾谷孢囊线虫病是近年来我国小麦生产上的一种重要病害，对我国的粮食安全生产构成了严重的威胁。目前在我国发生严重的线虫为燕麦孢囊线虫（Heteroderaavenae）和菲利普孢囊线虫（H.filipjevi）。培育抗病品种是防治小麦禾谷孢囊线虫病最经济、安全、有效的方法。通过田间病圃以及室内接虫鉴定，小麦品种太空6号对H.avenae郑州群体表现为抗病，而济麦1号和豫麦47表现为感病。温室接种太空6号×济麦1号、太空6号×豫麦47两组合F2群体，结果发现两个组合群体单株孢囊量接近偏正态分布，太空6号抗H.avenae郑州群体抗性具有数量性状遗传特点。应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型单个分离世代分析方法，分析两组合F2群体抗H.avenae郑州群体抗性的遗传效应。温室接种条件下，两个组合中太空6号的抗性符合B-1模型，受到2对主基因+多基因控制，主基因表现为加性-显性-上位性效应，太空6号×济麦1号组合F2群体主基因遗传率为29.26%，太空6号×豫麦47组合F2群体主基因遗传率为32.50%。菲利普孢囊线虫（Heteroderafilipjevi）是我国新发现的小麦病原线虫，在黄淮冬麦区对小麦生产构成威胁。2009—2011年两个生长季在河南省许昌市进行的田间病圃抗性鉴定中，小麦－黑麦6R（6D）染色体代换系（带有抗病基因CreR）对H.filipjevi表现高抗反应型（HR），小麦品种太空6号表现中抗反应型（MR），其亲本品种豫麦49表现高感反应型（HS）。利用PluronicF-127胶体为介质，研究了不同抗性小麦品种根尖对线虫的吸引性。结果显示，无论品种的抗性水平如何，其根尖单独存在时均能够吸引线虫的二龄幼虫；当3个品种（系）的根尖同时存在时，6R（6D）根尖吸引的二龄幼虫数量显著少于太空6号和豫麦49。采用酸性品红－次氯酸钠染色法观察线虫对根系的侵染，发现不论抗性水平高低，二龄幼虫都能侵入寄主根的组织，但至侵染后期，6R（6D）和太空6号根中的线虫数量显著少于豫麦49。这些结果表明，虽然线虫能够侵入抗病品种的根组织，但是大部分二龄幼虫却不能继续发育而形成孢囊。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1. 文献综述
• 1.1 小麦禾谷孢囊线虫的发生与危害
• 1.2 小麦禾谷孢囊线虫的病原及寄主
• 1.3 小麦禾谷孢囊线虫的生物特性
• 1.4 小麦禾谷孢囊线虫的防治
• 1.4.1 农业防治
• 1.4.1.1 土地休耕与轮作
• 1.4.1.2 调整播期
• 1.4.1.3 栽培管理
• 1.4.2 化学防治
• 1.4.3 生物防治
• 1.4.4 选用抗（耐）病品种
• 1.5 小麦对禾谷孢囊线虫抗性基因的研究
• 1.5.1 数量性状及QTL定位
• 1.5.2 抗性基因定位的方法
• 1.5.2.1 近等基因系
• 1.5.2.2 分离群体分组分析法
• 1.5.3 小麦禾谷孢囊线虫抗性基因分子标记
• 1.5.4 微卫星分子标记
• 1.6 小麦和禾谷孢囊线虫的互作
• 1.6.1 禾谷孢囊线虫致病机制
• 1.6.2 寄主植物的抗病机制
• 1.6.3 小麦与禾谷孢囊线虫互作的研究
• 2. 引言
• 3. 材料与方法
• 3.1 太空6号对H.avenae郑州群体抗性遗传规律分析
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 田间病圃抗性鉴定
• 3.1.2.1 试验地种植情况
• 3.1.2.2 种植方法
• 3.1.2.3 调查方法
• 3.1.2.4 抗病性评价标准
• 3.1.3 温室接种抗性鉴定
• 3.1.3.1 孢囊采集
• 3.1.3.2 孢囊的孵化及二龄幼虫悬浮液制备
• 3.1.3.3 种植及接种方法
• 3.1.3.4 调查方法
• 3.1.3.5 抗病性评价标准
• 3.1.3.6 数据整理与分析
• 3.2 太空6号对H.avenae郑州群体抗性基因的研究
• 3.2.1 试剂配制及仪器
• 3.2.1.1 试剂配制
• 3.2.1.2 实验仪器
• 3.2.2 基因组DNA的提取
• 3.2.3 PCR扩增的反映体系和扩增程序
• 3.2.4 PCR扩增产物的检测
• 3.2.4.1 凝胶电泳
• 3.2.4.2 银染
• 3.2.5 数据整理与分析
• 3.3 不同抗性小麦根与菲利普孢囊线虫（Heteroderafilipjevi）的互作研究
• 3.3.1 供试材料
• 3.3.2 田间病圃抗性鉴定
• 3.3.2.1 试验地种植情况
• 3.3.2.2 种植方法
• 3.3.2.3 调查方法
• 3.3.2.4 抗病性评价标准
• 3.3.3 小麦根尖对线虫的吸引
• 3.3.3.1 胶体的配制
• 3.3.3.2 观察方法
• 3.3.4 温室接种方法
• 3.3.4.1 孢囊采集
• 3.3.4.2 孢囊的孵化及二龄幼虫悬浮液制备
• 3.3.4.3 种植及接种方法
• 3.3.5 根组织内线虫的观察
• 3.3.5.1 次氯酸钠-酸性品红染色法
• 3.3.5.2 显微镜观察
• 3.3.6 数据整理与分析
• 4. 结果与分析
• 4.1 太空6号对H.Avenae郑州群体抗性遗传分析
• 4.1.1 亲本对H.Avenae郑州群体的抗性鉴定结果
• 4.1.1.1 田间抗性鉴定结果
• 4.1.1.2 亲本对H.avenae郑州群体温室接种抗性鉴定结果
• 4.1.2 F2群体对H.avenae郑州群体的抗性性状表现
• 4.1.3 F2群体对H.avenae郑州群体的抗性遗传模型的确定和分析
• 4.1.3.1 遗传模型的筛选
• 4.1.3.2 最适遗传模型相关参数估计
• 4.2 太空6号对H.avenae郑州群体抗性基因的研究
• 4.2.1 亲本间微卫星（SSR）引物的筛选
• 4.2.2 亲本间多态性引物与抗性性状的相关性分析
• 4.3 不同抗性小麦根与菲利普孢囊线虫（Heteroderafilipjevi）的互作研究
• 4.3.1 田间病圃鉴定
• 4.3.2 不同抗性小麦品种（系）根尖对线虫的吸引能力
• 4.3.3 线虫在小麦根中的发育及危害
• 4.3.4 线虫对不同抗性小麦品种（系）的侵染
• 5. 结论与讨论
• 5.1 太空6号对H.avenae郑州群体抗性遗传分析
• 5.1.1 亲本、F2群体对H.avenae郑州群体的抗性鉴定
• 5.1.2 F2群体对H.avenae郑州群体的抗性遗传模型的确定和分析
• 5.2 太空6号对H.avenae郑州群体抗性基因的研究
• 5.3 不同抗性小麦根与菲利普孢囊线虫（Heteroderafilipjevi）的互作研究
• 参考文献
• ABSTRACT