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中国56个小麦品系抗叶锈鉴定及绵阳351-15中抗叶锈基因的分子定位

作　者: 吴娱
导　师: 李在峰; 刘大群
学　校: 河北农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 小麦叶锈病 抗叶锈基因 慢锈性 SSR标记 STS标记
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 27次
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内容摘要


小麦叶锈病,由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起,因其较强的气候适应能力而在世界广泛分布,严重影响世界小麦的稳产高产,也是影响我国小麦生产的重要因素。该病害在世界各产麦区均有发生,严重时可造成5%～15%甚至更大的产量损失。利用抗病品种是防治小麦叶锈病最为经济有效的措施,而抗叶锈基因的鉴定对培育抗病品种非常重要。目前已有68个抗叶锈病基因正式命名,其中大多数具有生理专化性,这些抗病基因往往会很快“丧失”抗性。目前已知有效抗病基因仅有Lr9、Lr19、Lr24和Lr38,仅仅利用这几个抗病基因很难实现小麦叶锈病的持久控制,因此持续不断地研究、发现、标记和利用抗叶锈基因对于抗病育种和病害防治具有十分重要的意义。本研究共包括两个方面的内容,即56个来自我国小麦主产区的小麦抗叶锈材料的苗期和成株期鉴定及绵阳351-15中抗叶锈基因的分子定位。本研究从我国河北、河南、山东、安徽、江苏等省搜集了800多个小麦推广品种、高代品系或中间材料,分别在河南和河北两个点进行了田间抗叶锈鉴定,从中选取了田间抗性较好的56个小麦品种(系)。对这56个小麦品种(系)以及32个含有已知抗叶锈基因的对照品种,在苗期接种13个小麦叶锈菌小种进行苗期抗叶锈病基因鉴定。同时2008-2009和2009-2010连续2年进行田间成株抗叶锈鉴定。通过苗期基因推导结合分子标记辅助检测,试验结果表明,在36个小麦品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr1、Lr2a、Lr11、Lr20、Lr30、Lr33和Lr44等9个抗叶锈病基因,其中Lr26存在于28个品种中,Lr1和Lr20分别存在于6个品种中,4个品种含有Lr30,Lr11和Lr44各存在于2个品种中,还有Lr2a、Lr33和Lr34分别存在于1个品种中。经过两年的田间抗叶锈病鉴定共筛选出46个慢锈品种,可用于培育持久抗叶锈病小麦品种。苗期利用四川小麦品种绵阳351-15及30个携带不同已知抗叶锈病基因的近等基因系接种15个具有不同毒力的叶锈菌生理小种,进行抗叶锈鉴定。结果显示,绵阳351-15除对小种THTT表现感病外,对其它14个小种均表现抗病,所有对Lr1无毒的小种对绵阳351-15表现同样的无毒性,表明绵阳351-15中可能含有Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种F1和F2代群体,F2代群体抗感单株分离比例符合3:1的理论分离比例,表明绵阳351-15对小种FHTT的抗病性由1个显性基因控制。利用1273对SSR分子标记和分离群体分组分析法筛选其所含有的抗叶锈病基因,用作图软件MapManager QTXb20进行连锁分析、构建抗病基因所在染色体的遗传图谱。发现所携带的抗叶锈病基因与位于5DL的SSR标记Xbarc144和Xwmc765连锁,其遗传距离分别为8.9 cM和20.8 cM。由于Xbarc144和Xwmc765位点同已知抗叶锈基因Lr1位置接近,因而用特异性的与Lr1连锁的STS标记WR003进行验证,结果显示WR003与该基因共分离,由此可确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 文献综述  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 小麦抗锈性研究进展  10-11
    1.2.1 小麦抗病性研究简史  10
    1.2.2 国际上已知的小麦抗叶锈基因  10-11
    1.2.3 小麦叶锈病的抗性类型  11
  1.3 小麦抗叶锈基因研究方法  11-15
    1.3.1 基因推导法  11-12
    1.3.2 常规杂交法  12
    1.3.3 非整倍体法  12
    1.3.4 分子标记  12-15
    1.3.5 分离群体分析法  15
  1.4 本研究的目的和意义  15-17
第二章 56 个小麦品种（系）的苗期和成株期抗叶锈性鉴定  17-30
  2.1 主要仪器及试剂  17
    2.1.1 仪器  17
    2.1.2 试剂  17
  2.2 试验材料  17
    2.2.1 小麦材料  17
    2.2.2 菌种材料  17
  2.3 试验方法  17-22
    2.3.1 菌种的纯化及扩繁  17-18
    2.3.2 苗期抗病性鉴定及基因推导  18
    2.3.3 小麦基因组DNA 的提取及浓度测定  18-19
    2.3.4 Lr26 和Lr34 的分子鉴定  19-21
    2.3.5 田间试验  21
    2.3.6 叶锈菌接种  21-22
    2.3.7 叶锈病鉴定  22
    2.3.8 数据分析  22
  2.4 结果与分析  22-28
    2.4.1 56 个小麦品种（系）的苗期抗叶锈鉴定  22-26
    2.4.2 田间成株抗病性鉴定  26-28
  2.5 讨论  28-30
第三章 中国小麦品系绵阳351-15 抗叶锈基因的分子鉴定  30-37
  3.1 主要仪器及试剂  30
    3.1.1 仪器  30
    3.1.2 试剂  30
  3.2 试验材料  30
    3.2.1 小麦材料  30
    3.2.2 菌种材料  30
  3.3 试验方法  30-33
    3.3.1 菌种的纯化与扩繁  30
    3.3.2 基因推导  30-31
    3.3.3 苗期抗病性鉴定  31
    3.3.4 基因组DNA 的提取及抗感池的建立  31
    3.3.5 SSR 标记筛选及STS 标记检测  31
    3.3.6 PCR 反应  31-32
    3.3.8 聚丙烯酰胺凝胶电泳  32
    3.3.9 连锁分析和遗传作图  32-33
  3.4 结果与分析  33-36
    3.4.1 苗期抗病基因推导  33-34
    3.4.2 遗传分析  34
    3.4.3 分子标记筛选和基因定位  34-36
  3.5 讨论  36-37
第四章 结论  37-38
参考文献  38-47
附录  47-51
在读期间发表的学术论文  51-52
作者简介  52-53
致谢  53-54

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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