小滨麦种质系的鉴定及其抗条锈病基因的SSR分子标记

论文摘要

小麦白粉病和条锈病是影响小麦生产的重要病害,分布范围广,流行性强,危害严重,病菌繁殖系数高,变异性强,决定了防治该病的长期性和复杂性。由于新的致病生理小种不断出现,导致一些抗病品种的抗性丧失。发掘和鉴定新的白粉病和条锈病抗性基因,对于丰富小麦抗病的基因资源、拓宽小麦抗病的遗传基础具有重要的理论和实践意义。滨麦是小麦的野生亲缘物种,对小麦的多种病害具有良好的抗性。利用滨麦和小麦杂交育成的八倍体小滨麦,可作为进一步转移滨麦优良基因的桥梁亲本。本研究以八倍体小滨麦与小麦品种烟农15杂交选育的两个小滨麦种质系山农0096和山农6343为材料,综合利用形态学、细胞学和分子标记技术对其进行了鉴定,并对其条锈病抗性基因进行了标记分析。获得的结果如下:1.在成株期,采用人工接种条锈菌混合菌种（条中29、31、32和水源46号小种）的方法,对山农0096和山农6343进行了抗性鉴定。结果表明,感病对照品种辉县红和烟农15高度感染条锈病,八倍体小滨麦和滨麦对条锈病免疫,山农0096和山农6343对条锈病表现高抗至免疫。利用白粉病15号菌种接种鉴定的结果表明,滨麦对白粉病免疫,八倍体小滨麦对白粉病高抗至免疫,对照小麦品种铭贤169和烟农15高度感染白粉病,山农6343高抗白粉病。通过系谱分析推测山农0096和山农6343的抗病性来源于滨麦。2.利用高度感染条锈病的小麦品种辉县红与山农0096杂交,杂种F1高抗条锈病;在F2代,条锈病抗性分离比例符合3:1,表明山农0096的条锈病抗性由显性单基因控制,将其表示为YrSn0096。3.利用F2分离群体分组法（BSA）对山农0096中的抗条锈病基因进行了微卫星标记分析,从1283对微卫星引物中筛选出两对特异引物BARC236-4A和KSUM134,它们均能稳定地在山农0096中扩增出滨麦草的特异标记BARC236255和KSUM134245,通过抗感池和抗感单株的验证表明,两个标记与条锈病抗性基因连锁。两个标记与抗条锈病基因的遗传距离分别为5.0cM,4.8cM。由于两个标记均位于小麦的4AL染色体上,因此将山农0096的抗条锈病基因定位在4AL上。4.细胞学鉴定研究表明,山农6343的根尖细胞染色体数为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I（PMC MI）绝大多数细胞内可观察到21个二价体,平均染色体构型为2n=21Ⅱ,它与普通小麦烟农15杂种F1的花粉母细胞内观察到2n=19Ⅱ+1Ⅳ的染色体构型,四价体出现频率为24.1%。由于山农6343与山农0096为姊妹系,利用在山农0096筛选出的两对特异引物BARC236-4A和KSUM134对山农6343进行鉴定分析,它们均能稳定地在山农6343中扩增出滨麦草的特异标记BARC236255和KSUM134245。综合形态学、细胞学及微卫星标记结果,推测山农6343也可能是一个小滨麦易位系。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 植物的抗病性
• 1.2 小麦白粉病和条锈病抗性基因的评价及利用
• 1.2.1 小麦白粉病抗性基因
• 1.2.2 小麦条锈病抗性基因
• 1.3 抗病基因的分子标记
• 1.3.1 RFLP 标记
• 1.3.2 RAPD 标记
• 1.3.3 AFLP 标记
• 1.3.4 RGAP 标记
• 1.3.5 SSR 标记
• 1.4 小麦野生近缘物种基因资源的发掘与利用
• 1.4.1 利用染色体组向小麦转移外源基因
• 1.4.2 利用小麦异代换系转移外源基因
• 1.4.3 利用小麦异附加系转移外源基因
• 1.4.4 利用异源易位系转移外源基因
• 1.5 普通小麦背景中外源遗传物质的鉴定
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2 材料和方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验设计
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 农艺性状鉴定
• 2.4.2 抗病性鉴定
• 2.4.3 分离群体和DNA 抗感池的构建
• 2.4.4 细胞学鉴定方法
• 2.4.5 基因组DNA 提取和纯化
• 2.4.6 SSR-PCR 分析
• 2.5 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 亲本材料的性状特点
• 3.2 山农0096 抗条锈病基因的SSR 标记
• 3.2.1 山农0096 的性状特点
• 3.2.2 山农0096 条锈病抗性的遗传特点
• 3.2.3 山农0096 中抗条锈病基因的微卫星分析
• 3.2.4 标记与抗条锈病基因的连锁分析
• 3.2.5 抗条锈病基因的标记定位
• 3.3 小滨麦种质系山农6343 的鉴定
• 3.3.1 山农6343 的主要性状特点
• 3.3.2 山农6343 的细胞学特点
• 3.3.3 山农6343 的SSR 分子标记鉴定
• 4 讨论
• 4.1 小麦野生近缘种滨麦草的利用
• 4.2 滨麦抗条锈病基因的定位和标记研究
• 4.3 小滨麦种质系的应用价值
• 4.4 本研究的创新点
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文的情况