新疆小麦材料的抗叶锈鉴定及抗叶锈基因LrZH84的EST标记

论文摘要

由小麦叶锈菌（Puccinia triticina）引起的小麦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,该病害在世界各产麦区均有发生,严重时可造成5%～15%甚至更大的产量损失。实践证明,利用抗病品种是防治小麦叶锈病最为经济有效的措施。抗叶锈基因的鉴定对培育抗病品种非常重要。目前已有66个抗叶锈病基因正式命名,其中大多数具有生理专化性,这些抗病基因往往会很快“丧失”抗性。目前已知有效抗病基因仅有Lr9、Lr19、Lr24和Lr38,仅仅利用这几个抗病基因很难实现小麦叶锈病的持久控制,因此持续不断地研究、发现、标记和利用抗叶锈基因对于抗病育种和病害防治具有十分重要的意义。本研究共包括两个方面的内容,即104份来自新疆的小麦品种（系）的苗期和成株期鉴定及周8425B中抗叶锈基因LrZH84的EST标记。来自新疆的104个小麦品种、高代品系及35个含有已知抗叶锈基因的对照品种,苗期接种12个中国小麦叶锈菌生理小种以鉴定这些品种中所含有的抗叶锈基因。2007-2008和2008-2009连续2年对这些材料进行成株抗叶锈鉴定来筛选慢锈品种。通过苗期基因推导结合分子标记辅助检测,在41个品种中共鉴定出6个已知抗叶锈基因Lr26、Lr34、Lr50、Lr3ka、Lr1和Lr14a,其中Lr26存在于21个品种中,Lr34在17个品种被发现,Lr1和Lr14a分别存在于3个品种中,还有2个品种携带Lr3ka以及1个品种携带Lr50。通过两年的田间抗叶锈鉴定共筛选出7个慢锈品种,筛选出的慢锈品种可应用于小麦抗病育种从而持久控制我国的小麦叶锈病。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。本试验中小麦材料周8425B对我国目前大多数生理小种表现抗病,含有抗叶锈基因LrZH84,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LrZH84进行分析。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1对EST引物（CD373538cp）,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CD373538。在F2群体中检测,通过作图软件MapManager QTXb20进行连锁分析,结果表明发现的位于1BL染色体的EST标记CD373538与周8425B携带的显性抗病基因LrZH84紧密连锁,在F2群体中检测的连锁距离为0.4 Cm,该标记在抗感品种间扩增出了共显性的多态性片段。这些研究结果证明,通过EST建立小麦抗叶锈病基因的分子标记是可行的,同时为周8425B抗叶锈病基因的分子标记辅助育种奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 基因推导分析
• 1.2 染色体定位
• 1.3 常规杂分析
• 1.4 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 实验仪器
• 2.1.2 实验试剂
• 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 小麦基因组DNA 的提取
• 2.3.3 苗期抗病性鉴定
• 2.3.4 田间试验
• 2.3.5 叶锈菌接种
• 2.3.6 叶锈病鉴定
• 2.3.7 Lr26 和Lr34 的分子鉴定
• 2.3.8 数据分析
• 2.3.9 EST 标记
• 3 结果与分析
• 3.1 新疆小麦苗期抗叶锈基因推导
• 3.2 新疆小麦田间抗叶锈鉴定
• 3.3 周8425B 中抗叶锈病基因LrZH84 的EST 标记
• 3.3.1 标记筛选及BSA 分析
• 3.3.2 连锁性分析和遗传作图
• 3 代群体验证'>3.3.3 F₃代群体验证
• 4 讨论
• 4.1 新疆小麦抗叶锈基因的分布情况
• 4.2 成株慢锈基因的利用
• 4.3 新抗病基因的意义
• 4.4 EST 标记的开发
• 3 代验证'>4.5 小麦抗叶锈基因的标记F₃代验证
• 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