小麦品系101-3中未知的白粉病和条锈病抗性基因的分子标记

论文摘要

小麦是世界上第二大粮食作物,在我国是仅次于水稻和玉米的第三大粮食作物。随着世界人口的不断增加以及人们生活水平的提高,对小麦产量和品质的要求越来越迫切。因此,保持小麦生产持续稳定的发展,对维护粮食安全意义重大。小麦病害的发生,严重影响了小麦的产量和品质。小麦白粉病和小麦条锈病是小麦生产上两个最为主要的病害。小麦白粉病和条锈病是由专性寄生菌所引起的世界性小麦病害,该病害在我国发生较为普遍,目前随着氮肥和单一抗性基因材料的运用有加重趋势,利用抗病新品种控制白粉病是最经济、安全和有效的途径。迄今为止,小麦白粉病抗性基因至少已在34个位点上发现了50个以上抗白粉病主效基因,并将一些有效抗病基因转育到生产品种中。已有50多个抗小麦条锈病基因被发现,其中在38个基因位点的41个主效基因被正式命名,除Yr11-Yr14以外的已知基因均被定位于特定的染色体或染色体臂上,并有许多基因已获得其DNA分子标记。101-3是从簇毛麦与小麦栽培品种绵阳11杂交后代中选育出的一个小麦新品系,含有一个显性抗白粉病基因和一个显性抗条锈病基因。两个基因已用单体分析的方法定位于6B和1B染色体上。本研究以感白粉病和条锈病小麦品种中国春与101-3及其杂交后代F2为材料,利用ISSR和SSR标记对小麦品系101-3中的抗白粉病基因和抗条锈病基因进行分子标记。实验选取了100ISSR个引物,其中有37个在中国春中扩增出稳定的多态性,其中17个引物在中国春和101—3之间有多态性,但是分别在白粉病和条锈病抗病池和感病池没有差异。原因可能是小麦基因组庞大,而目前的ISSR引物有限,扩增不到目的片段,或者是ISSR不适合于BSA群体或样本。用65对6B染色体上和9对6A染色体上小麦微卫星引物,对白粉病进行连锁分析,发现小麦微卫星标记Xgwm570与基因的遗传距离为9.72cM,尽管Xgwm570在6A上也有扩增位点,但结合单体分析结果表明该基因位于小麦染色体6BL上。104对1B染色体上染色体上小麦微卫星引物,对条锈病进行连锁分析,发现小麦微卫星标记WMC419和WMC216与基因的遗传距离分别为8.2cM和5.8cM,该结果表明该基因位于小麦染色体1BL上,该基因与位于1B上的已知条锈病基因来源及其标记都存在差异,表明可能是一个新的抗条锈病基因,这为以后分子标记辅助育种上利用这两个基因提供了初步的选择标记。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 1.小麦抗白粉病、抗条锈病基因研究现状
• 1.1 小麦抗白粉病基因研究现状
• 1.2 小麦抗条锈病基因研究现状
• 2.小麦抗白粉病、抗条锈病基因研究方法
• 2.1 常规遗传分析方法
• 2.2 非整倍体分析法
• 2.3 基因推导分析法
• 2.4 遗传标记
• 2.4.1 分子标记的种类
• 2.4.2 寻找目标基因分子标记的方法
• 2.4.3 小麦抗白粉病、抗条锈病基因的分子标记及应用
• 2.4.3.1 小麦抗白粉病基因的分子标记及应用
• 2.4.3.2 小麦抗抗条锈病基因的分子标记及应用
• 第二部分 小麦品系"101-3"抗白粉病及抗条锈病基因的分子标记
• 1.材料
• 2 方法
• 2.1 抗性鉴定
• 2.2 基因组总DNA的提取
• 2.3 BSA分池
• 2.4 ISSR标记
• 2.4.1 ISSR扩增反应体系优化
• 2.4.2 PCR产物检测
• 2.5 SSR方法
• 2.5.1 SSR引物及反应体系
• 2.5.2 SSR扩增程序
• 2.5.3 电泳的准备
• 2.5.4 扩增产物的电泳
• 2.5.5 扩增产物的银染显色
• 第三部分 结果与分析
• 1 白粉病和条锈病的抗性鉴定与遗传分析
• 1.1 白粉病的抗性鉴定与遗传分析
• 1.2 条锈病的抗性鉴定与遗传分析
• 2 ISSR标记
• 2.1 优化结果
• 2.2 ISSR标记在抗白粉病和抗条锈病中的结果与分析
• 3 SSR标记
• 3.1 SSR标记在抗白粉病基因的结果与分析
• 3.2 SSR标记在抗条锈病中的结果与分析
• 第四部分 讨论
• 1 ISSR标记抗白粉病和抗条锈病基因
• 2 SSR标记抗白粉病和抗条锈病基因
• 2.1 SSR标记抗白粉病基因
• 2.2 SSR标记抗条锈病基因
• 参考文献
• 附录