小麦抗条锈病基因YrV23的微卫星标记与定位

论文摘要

小麦条锈病是影响小麦生产的重要病害,抗条锈病遗传研究是遗传学家和植病学家研究的重要课题。小麦条锈菌是一种专化寄生菌,至今尚未发现有性阶段,利用寄主抗病基因是鉴定小种致病基因的唯一途径。明确小麦条锈菌鉴别寄主的抗条锈病基因及其遗传特点,标记、定位其抗条锈病基因,是监测小麦条锈菌生理小种动向,进行生理专化研究的基础,可将小种鉴定和品种抗病性分析提高到基因分析水平,将基因分析工作纳入国际轨道,并为抗病育种和基因布局提供依据,也为基于图谱的抗条锈病基因克隆奠定基础。Vilmorin23 是重要的小麦条锈菌国际鉴别寄主和国际上重要抗源材料,含有抗条锈基因YrV23 和Yr3。明确并标记、定位其抗条锈基因,具有重要的理论与实际意义。本研究以通过回交转育方法将小麦条锈菌国际鉴别寄主Vilmorin23 的抗条锈基因导入到轮回亲本Taichung29 中育成的抗条锈近等基因系Taichung29*6/ Vilmorin23 为目的基因供体材料。采用常规杂交分析方法,用2E16 菌系,对轮回亲本Taichung29、近等基因系Taichung29*6/ Vilmorin23、基因供体Vilmorin23 及其杂交、回交所获的F1 代、F2 代和BC1代进行了抗性鉴定和统计分析,明确其抗条锈病基因及遗传特点。结果表明,近等基因系Taichung29*6/ Vilmorin23 及抗性基因供体Vilmorin23 对2E16 菌系表现高抗,侵染型为0;型,轮回亲本Taichung29 对2E16 菌系表现高感,侵染型为4 型。F1 代侵染型均为0,与Taichung29*6/ Vilmorin23 表现一致,说明Taichung29*6/ Vilmorin23 对2E16 菌系的抗性为显性遗传。在Taichung29*6/ Vilmorin23 与Taichung29 杂交所获的F2代群体的125 株抗、感单株中,有101 株表现抗病,24 株感病,经χ2检验,符合由1 对显性基因控制的3R:1S 的分离比例（χ2{3:1}=2.24,P>0.05）。测交所获BC1 代的18 株抗、感单株中,有11 株抗病,6株感病,符合由1 对显性基因控制的1R:1S 的分离比例（χ2{1:1}=1.77,P>0.05）。测交的分析结果与F2代相一致,说明近等基因系Taichung29*6/ Vilmorin23 对2E16 菌系的抗性由1 对显性抗条锈病基因所控制。采用SSR 标记定位技术,选用YrV23 所在2B 染色体上的55 对SSR 引物,对近等基因系Taichung29*6/ Vilmorin23、轮回亲本Taichung29 和抗性基因供体Vilmorin23 的基因组DNA进行PCR 扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果显示,有2 对引物Wmc356 和Wms191 在近等基因系及其轮回亲本之间呈共显性多态性扩增, 且近等基因系扩增出与抗性基因供体Vilmorin23 相同的多态性片段。由F2代群体随机取样,检测标记位点与YrV23 基因的遗传连锁性,并确定遗传距离。用150 株F2 代单株检测标记位点Wmc356,发现其中137 株的扩增带型与抗性鉴定结果相符,即抗病单株扩增出与近等基因系相同的带型或杂合带型,感病单株扩增出与感病的轮回亲本相同的带型,但有13 株扩增带型与抗性鉴定结果不一致,即发生了交换,用MapMaker3.0软件计算,确定该标记位点与抗条锈基因YrV23 紧密连锁,遗传距离为9.4cM。用150 株F2代单株检测标记位点Wms191,发现其中121 株的扩增带型与抗性鉴定结果相符,29 株扩增带型与抗性鉴定结果不符,用MapMaker3.0 软件计算,确定该标记位点与抗条锈基因YrV23 连

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 小麦抗条锈遗传研究进展
• 1.1.1 小麦条锈病抗性遗传研究历史
• 1.1.2 小麦抗条锈基因研究现状
• 1.1.3 小麦条锈菌鉴别寄主的抗性遗传分析
• 1.2 小麦抗条锈病基因分子标记及定位
• 1.2.1 小麦抗条锈病基因分子标记及研究进展
• 1.2.2 小麦抗条锈病基因的定位
• 1.3 小麦抗条锈基因分子标记存在问题及对策
• 1.4 小麦抗条锈病基因克隆
• 1.5 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试植物材料
• 2.2 试剂及仪器
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 小麦条锈菌菌种繁殖
• 2.3.2 苗期抗性鉴定
• 2.3.3 SSR 方法标记、定位小麦抗条锈病基因YrV23 Yr3
• 3 结果与分析
• 3.1 Taichung29*6/Vilmorin23 对2E16 菌系的抗性遗传分
• 3.2 基因组DNA的检测
• 3.3 小麦抗条锈基因YrV23 的分子标记与基因定位
• 3.3.1 SSR 引物筛选
• 3.3.2 标记位点Wmc356 与YrV23 的遗传连锁性分析与遗传距离测定
• 3.3.3 标记位点Wms191与YrV23的遗传连锁性分析与遗传距离测定
• 3.3.4 小麦抗条锈基因YrV23 的染色体定位
• 3.4 小麦抗条锈基因Yr3的分子标记
• 4 讨论
• 4.1 小麦抗条锈病基因YrV23 的SSR标记建立
• 4.2 采用近等基因系标记定位基因利弊的探讨
• 4.3 小麦SSR 标记的发展
• 5 结论
• 5.1 Taichung29*6/Vilmorin23 对2E16 菌系的抗性遗传分
• 5.2 标记建立及遗传距离测定
• 5.3 YrV23的分子定位
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢