大豆叶茸毛着生状态与筛豆龟蝽抗性的关联及基因定位

论文摘要

作物的抗虫性常常与作物的形态特征有关,茸毛着生状态这一形态特征是昆虫寻觅适宜生栖环境和食物的感觉依据,影响着昆虫在植物表面的取食和产卵等行为。已有研究结果指出叶片茸毛的着生状态与大豆抗虫性存在显著相关,发现叶片上具匍匐状茸毛的大豆材料对豆卷叶螟的抗性好于叶片直立茸毛的大豆。经典遗传学研究表明大豆叶片茸毛着生状态受少数基因控制,但该特性也表现较典型的数量性状特点,受基因型、生长时期及环境条件等因素的影响较大。筛豆龟蝽通过刺吸大豆茎叶以及引发病害而对大豆的产量和品质造成巨大危害,近年来已成为我国南方地区的主要害虫,且有上升的趋势。选育抗虫品种是防治筛豆龟蝽的最重要措施,揭示大豆资源中抗性遗传变异、发掘抗虫基因资源是抗虫育种的首要工作。本研究利用来源于全国24个省份的400份大豆地方品种研究大豆叶茸毛着生状态与筛豆龟蝽抗性的关系,比较叶片和叶柄茸毛着生状态与筛豆龟蝽抗性的关联；进一步通过重组自交系群体和构建的高代自交分离群体,对控制叶片茸毛着生状态的基因进行定位和验证,为叶片茸毛着生状态基因的育种利用及其与抗虫性的相互作用等研究提供指导。本研究的主要结果如下：(1)大豆种质资源品种间对筛豆龟蝽抗性存在较大的变异,筛豆龟蝽的抗性等级与生态区间也存在显著的相关,东北、黄淮海生态区的高感品种的频率高于长江中下游,中南,西南高原和华南热带等南方生态区,而长江中下游,中南,西南高原和华南热带等南方生态区高抗品种的频率高于东北、黄淮海生态区。(2)叶茸毛着生状态与筛豆龟蝽的危害率两者间存在极显著关联。匍匐型叶片茸毛抗筛豆龟蝽,直立型叶片茸毛感筛豆龟蝽；紧贴型叶柄茸毛抗筛豆龟蝽,直立型叶柄茸毛感筛豆龟蝽,且叶片与叶柄相比,叶片的茸毛着生状态与筛豆龟蝽抗性的关联更为显著。(3)重组自交系群体(NJRISX)中直立型叶片茸毛家系有85个,匍匐型叶片茸毛家系有91个,符合1：1的一对基因的基因型分离比,利用221个分子标记(218个SSR标记,3个形态标记)对叶片茸毛着生状态做连锁分析,将控制叶片茸毛着生状态的基因定位在H连锁群末端,与Satt317相距36.6 cM。(4)以通山薄皮黄豆甲(T)×矮秆黄(A)组合,构建叶片茸毛着生状态的高代自交分离群体,选择到了目标区段杂合单株,通过田间表型鉴定和连续选择,得到7个单株衍生成的家系共353株,叶片茸毛匍匐为显性共252株,叶片茸毛直立为隐性共101株,卡平方测验符合3：1的一对基因的表型分离比,结合重组自交系群体(NJRISX)中1：1的基因型分离比,验证了叶片茸毛着生状态一对基因的遗传。利用H连锁群上9个SSR分子标记对构建的高代自交分离群体控制叶片茸毛着生状态的基因进行了定位,发现叶片茸毛着生状态基因与分子标记Satt434紧密连锁,将其定位在H连锁群上距Satt434约4.6 cM处。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 大豆抗筛豆龟蝽育种的必要性
• 1.1.1 大豆抗虫育种的重要性
• 1.1.2 有关筛豆龟蝽的研究进展
• 1.2 茸毛与抗虫的关系
• 1.2.1 茸毛与抗虫性相关的研究进展
• 1.2.2 大豆茸毛与抗虫性
• 1.2.3 大豆茸毛着生状态与抗虫性的研究进展
• 1.3 关于基因定位
• 1.3.1 基因的初定位
• 1.3.2 利用高代自交分离群体进行基因定位
• 1.3.3 基因定位的应用
• 1.4 茸毛性状的分子学研究进展
• 1.4.1 茸毛形成的分子基础
• 1.4.2 茸毛发育的分子调控途径
• 1.5 研究的目的及意义
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 叶茸毛着生状态与筛豆龟蝽抗性相关的实验材料
• 2.1.2 叶茸毛着生状态重组自交系材料
• 2.1.3 茸毛着生状态高代自交分离群体创建的材料
• 2.1.4 其他农艺性状高代自交群体的创建
• 2.2 试验方法
• 2.3 SSR标记分析与表型调查
• 2.3.1 标记分析
• 2.3.2 表型调查
• 2.3.2.1 茸毛着生状态观察方法
• 2.3.2.2. 抗虫指标的观察方法
• 2.3.2.3 其他农艺性状的观察方法
• 2.3.3 SSR分析
• 2.4 数据分析
• 2.5 基因定位方法
• 2.5.1 利用NJRISX进行叶片茸毛着生状态的定位
• 2.5.2 利用高代自交分离群体进行叶片茸毛着生状态的定位
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 大豆叶茸毛着生状态的划分及其与筛豆龟蝽抗性的关联
• 3.1.1 大豆叶片茸毛着生状态与叶柄茸毛着生状态的划分及其相关性
• 3.1.2 大豆资源对筛豆龟蝽抗性的变异与抗性分级
• 3.1.3 大豆资源对筛豆龟蝽抗性的地理分布特点
• 3.1.4 大豆资源对筛豆龟蝽的抗性与叶茸毛着生状态的相关性
• 3.2 利用重组自交系（NJRISX）群体进行叶片茸毛着生状态的基因定位
• 3.2.1 利用重组自交系群体进行叶片茸毛着生状态的遗传分析
• 3.2.2 利用重组自交系群体进行叶片茸毛着生状态的基因定位
• 3.3 高代自交分离群体的创建
• 3.3.1 高代自交分离群体的创建
• 3.3.1.1 目标区段杂合单株的筛选
• 3.3.1.2 茸毛着生状态高代自交分离群体的创建
• 3.4 利用创建的高代自交分离群体对叶片茸毛着生状态进行遗传分析及基因定位
• 3.4.1 叶片茸毛着生状态的遗传分析
• 3.4.2 利用高代自交分离群体进行叶片茸毛着生状态基因定位
• 3.4.2.1 有遗传分子标记的筛选
• 3.4.2.2 新的分子标记的设计以及筛选
• 3.4.2.3 基因定位结果
• 3.5 其他农艺性状高代自交群体的构建
• 第四章 全文结论和讨论
• 4.1 全文结论
• 4.2 讨论
• 4.2.1 关于大豆叶茸毛着生状态的划分及与对筛豆龟蝽抗性的关联
• 4.2.2 关于高代自交群体的构建
• 4.2.3 关于基因定位的结果
• 4.3 展望
• 主要创新点
• 参考文献
• 附录
• 致谢