小麦茎腐病抗性鉴定及QTL初步定位

论文摘要

小麦镰刀菌（Fusarium）是危害小麦高产、稳产的主要致病菌之一。镰刀菌可以引起两种主要的小麦病害：赤霉病（Fusarium Head Blight）和茎腐病（Crown Rot）。培育抗病品种是防治小麦病害的重要举措。研究小麦茎腐病的发病条件、发病规律以及遗传方式,对现有小麦种质资源进行抗性筛选,发掘抗病QTL及紧密连锁的分子标记,有助于加深对小麦茎腐病的了解,对病害的预防,抗病品种的选育、提高抗病育种的效率有重要意义。本研究利用前人已报道的小麦茎腐病抗性筛选方法进行了小麦种质资源的筛选,并在此基础上对抗性鉴定方法进行了改良,结果表明苗期接种鉴定的最优方法为苗期棉球接种法。对60份国内部分省市的选育推广品种（系）和22份国外引进的材料进行茎腐病鉴定的结果表明,鉴定的小麦种质资源中未发现茎腐病病情指数<10的高抗材料,病情指数10.1～20的中抗材料有13份,占总数的15.8%；病情指数介于20.1～30的中感材料有51份,占总数的62.1%；病情指数>30.1的高感材料有18份,占总数的21.9%。以同一禾谷镰刀菌株对小麦种质资源进行赤霉病和茎腐病鉴定,结果表明两种抗性无显著相关性,茎腐病病情指数和赤霉病病小穗率的直线关系数仅为r=0.24。利用212个SSR标记分析了苏麦3号/白免3号重组自交系群体共94个株系,利用241个SSR标记分析了扬麦158/CI12633的重组自交系群体94个株系。2008年3月和2008年10月分别在江苏省农科院农业生物技术所试验地进行茎腐病抗性鉴定。经病情调查显示,两个群体发病病情指数均基本呈现正态分布。苏麦3号/白免3号群体两轮实验接种发病病情指数的相关系数为0.84,扬麦158/C112633群体两轮实验接种发病病情指数的相关系数为0.76。采用基于混合线性模型方法的作图软件Joinmap3.0和MapQTL5.0进行数据分析。QTL定位结果表明,在2008年3月实验中,两个群体分别在3个染色体上检测到QTL,贡献率在11.3%-13.8%；在2008年10月实验中,苏麦3号/白免3号群体中在3个染色体上检测到抗性QTL,贡献率在8.9%-14.7%；扬麦158/CI12633群体中在4个染色体上检测到抗性QTL,贡献率在10%-12.5%。综合两次实验,在CI12633/扬麦158群体中4B,6B、7D和苏麦3号/白免3号群体的3B,5D,6B,7D染色体上发现茎腐病抗性QTL,其中以6B染色体的QTL在两个群体中均检测到且比较稳定。这些检测到的茎腐病抗性QTL与在该群体检测到的赤霉病抗性QTL分布在不同的染色体上,也进一步说明,小麦对茎腐病和赤霉病的抗性属于不同的抗性机制。本研究又进一步从小麦茎腐病发病规律上进行了相关的研究,包括通过GFP荧光蛋白标记禾谷镰刀菌侵染小麦进行的侵染过程路径观察,小麦茎腐病与纹枯病发病的关系等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1. 小麦茎腐病及其抗性研究
• 1.1 小麦茎腐病研究意义
• 1.2 小麦茎腐病病原菌及病原学研究进展
• 1.3 小麦茎腐病抗性鉴定方法研究现状
• 1.4 小麦茎腐病抗性遗传研究现状
• 2. 遗传连锁图谱的构建
• 2.1 亲本的选配
• 2.2 分离群体的类型和选择
• 2.3 主要分子标记技术
• 2.4 小麦分子遗传图谱研究进展
• 3. 数量性状基因定位方法及应用
• 3.1 QTL定位的基本原理和方法
• 3.2 QTL作图在作物数量抗病性研究中的应用
• 3.3 QTL作图在分子标记辅助选择中的应用
• 4. 本研究的目的、内容及意义
• 第二章 小麦茎腐病抗性鉴定方法的建立
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 禾谷镰刀菌接种后小麦幼苗发病症状
• 2.2 小麦茎腐病各种接种方法重复间相关分析
• 2.3 不同接种方法小麦茎腐病病情差异比较
• 3. 讨论
• 第三章 小麦品种的茎腐病抗性鉴定筛选
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 抗性鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 两次接种鉴定病情指数的相关性分析
• 2.2 小麦种质资源茎腐病抗性表现与评价
• 2.3 小麦种质资源对茎腐病和赤霉病抗性差异
• 3 讨论
• 3.1 小麦茎腐病抗性评价
• 3.2 小麦茎腐病育种的亲本选用
• 第四章 小麦茎腐病抗性QTL的SSR标记分析
• 1 材料和方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 苗期抗病性鉴定
• 1.3 基因组DNA提取
• 1.4 SSR引物扩增基因型检测
• 1.5 遗传连锁图谱的构建
• 1.6 QTL定位
• 2 结果与分析
• 2.1 苏麦3号/白免3号群体抗病性鉴定分析
• 2.2 扬麦158/CI12633群体抗病性鉴定分析
• 2.3 苏麦3号/白免3号群体中小麦茎腐病QTL分析
• 2.4 CI12633/扬麦158群体中小麦茎腐病QTL分析
• 3 讨论
• 第五章 小麦茎腐病与纹枯病互作发病检测
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同接种条件下小麦茎腐病和纹枯病的发病情况
• 2.2 接种顺序差异对不同小麦品种的影响
• 3. 讨论
• 第六章 小麦茎腐病侵染路径研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 实验方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 Fg820-GFP致病力分析
• 2.2 禾谷镰刀菌侵染路径
• 3. 讨论
• 第七章 全文结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录