小麦抗赤霉病性鉴定及QTL初步定位

论文摘要

由赤霉菌引起的小麦赤霉病是小麦生产的主要病害之一。培育抗病品种是防治小麦赤霉病最安全、有效的措施。然而,抗源匮乏和抗性遗传机制不清严重地限制了小麦抗赤霉病育种的进展,因此,发掘新的抗病基因,并对其进行基因定位是目前小麦赤霉病研究的主要内容之一。小麦的种内和种外存在着丰富的抗病种质资源,如何从中鉴定和筛选出赤霉病抗源,是进行小麦赤霉病抗病育种的前提。分子标记技术的发展和QTL作图方法的不断完善,为深入开展赤霉病抗性遗传分析提供了基础。本研究采集了四川农业大学农场的稻桩进行小麦赤霉病病原菌的分离纯化和鉴定,鉴定采用Nirenberg和Booth的方法,主要根据产孢细胞特点,分生孢子类别和形态以及其它培养性状进行种的分类鉴定。共鉴定出2种镰刀菌,它们是禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌,用于小麦抗赤霉病性鉴定研究。对四川农业大学生核所和小麦所提供的162份小麦品种（系）进行田间抗赤霉病性鉴定。结果表明,162个品种（系）对小麦赤霉病无一免疫和高抗。其中,表现中抗的品种（系）仅占供试品种（系）的6.79%,表现中感的品种（系）占供试品种（系）的7.41%,表现高感的品种（系）占供试小麦（系）的82.72%,不同小麦品种（系）间抗病性存在极显著差异（P＜0.01）。参照刘思衡1989年提出的应用赤霉病菌粗毒素测定小麦品种抗赤霉病性的方法对四川农业大学生核所和小麦所提供的162份小麦品种（系）中筛选出的50份小麦品种（系）进行小麦赤霉病室内鉴定的初步研究。结果表明,抗、感品种的根、芽生长及根数亦受明显抑制但抗病品种影响较小,感病品种影响较大。小麦赤霉菌粗毒素对小麦根长、芽长及根数的抑制有极显著性差异（P＜0.01）。对筛选出的50份小麦品种（系）进行室内胚芽鞘接种初步研究。结果表明,接种3d后即可以看到接种部位组织变褐,7d后向下扩展的褐斑症状己十分清楚。而且不同的小麦品种（系）接种后,小麦幼苗的褐色病斑长度差异极显著（P＜0.01）,说明褐色病斑长度可作为幼芽发病程度的鉴定指标。通过田间花期接种鉴定与室内赤霉病菌粗毒素接种及胚芽鞘接种鉴定结果进行系统比较和相关性统计分析。结果表明,田间花期接种和室内两种接种鉴定的结果呈极显著的线性相关关系（P＜0.01）,相关系数分别为0.282和0.461。室内接种鉴定结果与田间花期接种鉴定结果高度相关,说明对供试材料的抗赤霉病性鉴定还是比较准确。为寻找小麦赤霉病抗性基因及可用于分子标记辅助育种的抗性连锁标记,对望水白/SY95—7的F2群体进行了QTL定位研究,首先对抗赤霉病QTL的微卫星（SSR）标记进行筛选。结果表明,125对SSR引物在两亲本间存在多态性,多态率为17.96%。其中21对SSR引物在抗、感池间具有多态性。经标记抗性关联分析和区间作图,结果表明,在7A上的1个QTL位于Xvmc168-7A-Xwmc479-7A之间,6B上的1个QTL位于Xwmc486-Xwmc737-6B之间,3B上的1个QTL位于Xwmc623-3B-Xwmc231-3B之间,2D上的一个QTL位于Xwmc134-1B-Xwmc134之间,1B上的1个QTL位于Xwmc134-1B-Xwmc134之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 小麦赤霉病病原菌研究
• 1.2 小麦抗赤霉病性研究
• 1.2.1 小麦对赤霉病的抗性类型研究
• 1.2.2 小麦抗赤霉病性接种菌株研究
• 1.2.3 小麦抗赤霉病性鉴定接种技术与评价研究
• 1.3 适用于小麦抗赤霉病性研究的分子标记
• 1.3.1 限制性片断长度多态性
• 1.3.2 随机扩增多态DNA
• 1.3.3 简单序列重复
• 1.3.4 扩增片断长度多态性
• 1.4 QTL作图及基因定位研究
• 1.4.1 标记基因值比较法
• 1.4.2 区间作图法
• 1.4.3 复合区间作图法
• 1.5 小麦抗赤霉病性育种中存在的问题
• 1.5.1 种植资源的局限性
• 1.5.2 抗性鉴定方法的多样性
• 1.5.3 遗传基础的复杂性
• 2 材料与方法
• 2.1 小麦赤霉病病原菌的分离、纯化和鉴定
• 2.1.1 分离材料采集
• 2.1.2 病原菌的分离和纯化
• 2.1.3 病原菌的鉴定
• 2.1.3.1 Nirenberg的方法
• 2.1.3.2 Booth的鉴定方法
• 2.1.3.3 病原菌鉴定后进行其致病力测定
• 2.2 小麦资源抗赤霉病抗性的田间鉴定
• 2.2.1 供试验地点及其自然条件
• 2.2.2 供试材料
• 2.2.3 田间试验设计
• 2.2.4 单花滴注接种鉴定
• 2.3 室内毒素接种鉴定
• 2.3.1 提取毒素
• 2.3.2 培养麦苗
• 2.3.3 毒素处理
• 2.4 室内胚芽鞘接种鉴定
• 2.4.1 种子处理和发芽
• 2.4.2 胚芽鞘接种
• 2.4.3 观察病症及鉴定
• 2.5 小麦赤霉病抗性的分子标记和QTL分析
• 2.5.1 供试材料
• 2.5.2 供试群体赤霉病抗性鉴定
• 2.5.3 基因组DNA提取
• 2.5.4 微卫星引物扩增
• 2.5.5 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 小麦赤霉病病原菌的种类鉴定
• 3.1.1 经鉴定的镰刀菌菌株的主要性状
• 3.1.1.1 禾谷镰刀菌F.graminearum Schwabe.（图1和图2）
• 3.1.1.2 黄色镰刀菌Fusarium culmorum（W.G.Smith）Sacc.（图3和图4）
• 3.2 小麦资源抗赤霉病性的鉴定
• 3.2.1 小麦抗赤霉病性田间鉴定结果
• 3.2.2 小麦抗赤霉病性室内毒素接种鉴定结果
• 3.2.3 小麦抗赤霉病性室内胚芽鞘接种鉴定结果
• 3.2.4 小麦抗赤霉病性田间鉴定与室内鉴定的比较
• 3.3 小麦赤霉病抗性的SSR标记和QTL分析结果
• 3.3.1 抗感亲本多态SSR引物的筛选
• 3.3.2 抗、感池SSR标记筛选
• 2群体的检测'>3.3.3 有多态性的SSR引物在望水白/SY95-7F₂群体的检测
• 2群体连锁图的构建'>3.3.4 望水白/SY95-7F₂群体连锁图的构建
• 3.3.5 主效QTL检测
• 4 结论与讨论
• 4.1 小麦赤霉病病原菌的种类鉴定
• 4.2 小麦抗赤霉病性鉴定
• 4.3 小麦赤霉病抗性的SSR标记和QTL分析
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文