小麦抗白粉病的遗传分析及主效抗病基因的精细定位研究

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小麦作为人类一种主要的粮食作物,受到锈病、赤霉病以及白粉病等多种病害的挑战。小麦白粉病严重影响小麦产量和品质。人们通常使用化学方法防治白粉病,但化学药剂毒性较大,且大量长期使用会造成环境污染以及破坏,所以培育抗病品种为最安全有效的方法。抗源材料0911-3以及WP6192都是普通小麦中13与波兰小麦的杂交后代。基于对小麦抗源材料WP6192常规遗传规律分析基础上,结合分离群体分组分析法(BSA)和AFLP分子标记技术对抗源材料WP6192携带的抗白粉病基因进行精细定位。为了解小麦抗源材料0911-3以0911-3为母本与极度感病品系1130-2杂交,产生P1、P2、F1、BC1、BC2和F2共6个家系世代,分别以倒二叶病害严重度(MDS)和病程曲线下叶面积(AUDPC)为成株抗性指标,应用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法进行遗传分析。主要研究结果如下:1.0911-3对白粉病的两种成株抗性指标的遗传基础基本是一致的,都符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型。其中,两对主基因的负向加性作用可以增强抗病性,感病基因具有部分显性作用;两对主基因间还存在各种相互作用,可以增强抗病性;分离世代以F2主基因+多基因遗传率是最高的,F2的MDS和AUDPC的遗传率分别为91.87%和92.22%。2. WP6192为母本;感病小偃166为父本;组合杂交,2012年5月对P1、P2、F1、F2、BC1、BC2以及F2:3家系进行了小麦白粉病成株抗性鉴定,结果表明:F1代21株表现为高抗;回交群体WP6192/小偃166//WP6192BC1149株全部表现为抗病;回交群体WP6192/小偃166//小偃166BC2中抗病植株61株,感病植株60株,抗感分离比值为1:1。由此可见,WP6192的抗病基因属于显性。F2群体中抗病植株240株,感病植株84株,抗感分离比值为3:1,通过对F2:3家系所有植株进行小麦白粉病苗期抗性鉴定,可以对F2抗病群体进行纯合抗病和杂合抗病的区分,结果为纯合抗病植株为75株;杂合抗病植株为149株;纯合子感病植株为84株。此外,纯合抗病:杂合抗病:纯合感病=1:2:1。结果表明抗源材料WP6192携带小麦抗白粉病基因为一对显性基因,本研究将其暂定名Pmwp6192。3.利用AFLP分子标记技术精细定位小麦抗白粉病基因Pmwp6192。以小麦抗源材料WP6192和小偃166杂交的F2群体作为分析群体,利用分离群体分组分析法(BSA法)对1280对组合的AFLP引物进行筛选,具有多态性的引物共有10对组合。对这些具有多态性的引物组合进行F2小群体(46株)检验,结果只有4对引物组合在小群体中具有多态性,分别为: XP-AGA/M-GAC、XP-GGA/M-GAC、XP-CCA/M-GTA、XP-TGA/E-ACA。4.利用F2大群体(303株)对稳定的多态性引物XP-AGA/M-GAC、XP-GGA/M-GAC、XP-CCA/M-GTA、XP-TGA/E-ACA进行验证其与抗病基因的关系。然后计算遗传距离,发现与小麦抗白粉病基因Pmwp6192连锁的2个AFLP标记为XP-CCA/M-GTA和XP-TGA/E-ACA。AFLP标记XP-CCA/M-GTA和XP-TGA/E-ACA分别位于小麦抗白粉病基因Pmwp6192的两侧,遗传距离分别为0.9cM和4.7cM,为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。
摘要第6-8页
ABSTRACT第8-9页
第一章 文献综述第13-19页
    1.1 小麦对白粉病的抗性来源第13页
    1.2 小麦对白粉病的抗性遗传特点第13-14页
    1.3 小麦抗白粉病基因的分子标记定位第14-16页
        1.3.1 AFLP 标记定位第14-15页
        1.3.2 RFLP 标记定位第15页
        1.3.3 RAPD 标记定位第15页
        1.3.4 SSR 标记定位第15-16页
        1.3.5 STS 和 SNP 标记定位第16页
    1.4 抗病基因的 SCAR 标记转换第16-17页
    1.5 连锁标记在分子辅助选择中的应用第17-18页
    1.6 本研究的目的意义第18-19页
第二章 0911-3 抗白粉病的主基因+多基因遗传分析第19-27页
    2.1 材料与方法第19-20页
        2.1.1 小麦材料第19页
        2.1.2 试验方法第19-20页
            2.1.2.1 田间试验第19页
            2.1.2.2 人工接种第19-20页
        2.1.3 抗病性鉴定第20页
    2.2 结果与分析第20-26页
        2.2.1 抗性表型分析第20-22页
            2.2.1.1 倒二叶病害严重度(MDS)第20-21页
            2.2.1.2 病程曲线下叶面积(AUDPC)第21-22页
        2.2.2 遗传模型分析第22-24页
            2.2.2.1 倒二叶病害严重度第22-23页
            2.2.2.2 病程曲线下叶面积第23-24页
        2.2.3 遗传参数估计第24-26页
            2.2.3.1 倒二叶病害严重度第24-25页
            2.2.3.2 病程曲线下叶面积第25-26页
    2.3 小结第26-27页
第三章 抗源材料 WP6192对白粉病的主基因抗性遗传分析第27-31页
    3.1 材料与方法第27-28页
        3.1.1 小麦材料第27页
        3.1.2 试验方法第27-28页
        3.1.3 抗性鉴定第28页
    3.2 结果与分析第28-30页
    3.3 小结第30-31页
第四章 WP6192抗白粉病主基因的 AFLP分子标记定位第31-37页
    4.1 材料与方法第31-34页
        4.1.1 小麦材料第31页
        4.1.2 试验方法第31-34页
            4.1.2.1 基因组 DNA 的提取第31页
            4.1.2.2 DNA 浓度以及质量检测第31-32页
            4.1.2.3 AFLP 标记筛选采用集群分离分析法(BSA 法)第32页
            4.1.2.4 AFLP 分析第32-33页
            4.1.2.5 AFLP 标记的多态性检测第33-34页
            4.1.2.6 AFLP 标记与抗病基因间的遗传连锁分析第34页
    4.2 结果与分析第34-36页
        4.2.1 多态性 AFLP 引物筛选第34-35页
        4.2.2 F2群体检测第35-36页
        4.2.3 连锁遗传分析第36页
    4.3 小结第36-37页
第五章 结论与讨论第37-39页
    5.1 讨论第37-38页
    5.2 结论第38-39页
参考文献第39-45页
致谢第45-46页
作者简介第46页
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