国外小麦种质抗条锈性全基因组关联分析

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanily1123
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小麦是我国重要的粮食作物之一,其安全生产问题直接影响我国的粮食安全。小麦真菌病害一直是制约小麦高产、稳产的重要因素。其中,小麦条锈病是影响我国小麦生产的最严重病害之一,一般流行年可引起小麦20%-30%的产量损失。培育和种植抗病品种是最经济环保的防治方法。但是由于条锈菌小种的快速变异,常常产生新的生理小种导致抗病基因丧失抗病性,特别是V26致病类群的出现几乎摧毁大部分已命名的抗病基因,严重影响针对条锈病各流行区进行合理的抗性基因布局的开展,给我国小麦条锈病的防治带来很大困难。因此,不断发掘新抗源以及抗病位点对于实现抗病基因多样化以及合理布局具有重大意义。本课题组长期进行小麦抗条锈病种质资源的收集、鉴定和基因发掘工作,前期从国内外征集小麦种质超过2000余份,其中一套410份国外材料属于未开发的种质,可能具有潜在的抗病基因资源。因此,本研究基于这套小麦种质材料,对其进行苗期和成株期抗条锈性评估,并利用小麦660K SNP芯片基因分型数据,结合苗期条锈病鉴定数据,完成全基因组关联分析,以便寻找有效抗病位点。同时创制多个遗传群体,用以将来验证全基因组关联分析结果准确性,其中对抗源S76与晋麦79进行杂交构建F2:3群体进行初步分析。主要取得以下成果:1.对410份全球收集的小麦种质用10个条锈菌小种进行苗期分小种抗性鉴定和三年三地的成株期鉴定,结果表明有43份小麦材料在苗期对10个条锈菌小种均表现抗性,且在成株期也表现出稳定抗性,属于全生育期抗病材料,可创建遗传群体,利用遗传分析进行进一步验证。2.利用660KSNP芯片基因型数据结合苗期表型数据进行全基因组关联分析,共鉴定出35个潜在抗条锈病位点,分布于染色体1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、4A、4B、5A、5B、5D、6A、6B、6D、7A、7B、7D上,解释表型变异在53-75%。有14个可能为已知位点,比如Yr9、Yr10、Yr26、Yr33、Yr47、Yr56、Yr57、Yr64、Yr67、Yr72、Yr81、Yr CEN、Yr NP63和Yr RC,其中有7个得到验证。其他位点很可能为新的位点,但需要进一步的验证。另外,其中有8个位点对所有参试小种都具有抗性,具有很高的利用价值。极大的丰富了我国抗锈病基因资源库,同时与这些位点连锁的SNP可以开发成KASP或者d CAPs标记用于辅助选择。3.通过对S76进行条锈病抗性鉴定,发现S76在苗期对我国流行的条锈菌小种表现感病,但在成株期鉴定中却表现出稳定的抗性。通过对S76与晋麦79的杂交后代F2以及F2:3抗感极端表现型的个体进行混池(Bulk Segregate Analysis),结合对抗感池和亲本分别的660K SNP芯片扫描,分析获得,相比于其它染色体,染色体2A、4B和7D差异SNP位点(1713、388和134)及其占亲本差异染色体位点比例最高,分别为25.8%、5.7%和3.4%。推测在2A、4B以及7D上可能含有抗病遗传位点。同时对基于Yr18开发的功能标记进行分子检测,结果为阳性,表明S76含有Yr18。且S76表现出干叶尖表型,因此推测7D染色体上的遗传位点为Yr18。说明通过BSA结合芯片快速定位基因的方法是可靠的。
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