小麦抗条锈病资源筛选与主效QTL定位

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小麦是我国重要的粮食作物之一。在2020年,全国范围内粮食种植面积为11677万公顷,粮食产量高达66949万吨,其中小麦种植面积为2338万公顷,产量为13425万吨。由此可见,小麦产量的生产安全在我国的粮食生产安全中占有重要地位。小麦条锈菌是一种世界性真菌性气传病害,长期以来制约着全球小麦高产、稳产。栽培和种植抗病性和抗逆性品种一直以来被认为是最经济、最绿色、最高效的方法。然而,由于条锈病菌的快速变异、病原菌与抗病基因的协同进化以及抗源单一性使用,新的条锈菌生理小种常常使抗性基因的作用失效。近些年来CYR33(条中33号)、CYR34(条中34号)、V26等新型生理小种的出现几乎导致了大多数已命名的抗性基因失去效应,严重影响了条锈病发病流行区域抗病基因的布局,对防治我国小麦条锈病的发生和流行带来了巨大的挑战和困难。因此,不断挖掘新的抗性材料和资源以及定位、挖掘新的抗病基因,尽最大力量去实现抗性基因的多样性、丰富性和合理分布具有十分重要的意义。本实验室长期收集和鉴定抗条锈病小麦种质资源,前期总共采收了411份国外春性小麦,本试验对这些资源材料进行了三年两地的成株期条锈病抗性鉴定,评价其抗病性水平。同时还创制了多个F2:3群体,利用小麦660K SNP芯片和集群分离分析法(BSA)对亲本和构建的初级定位群体进行基因分型,结合F2和F2:3成株期条锈病表型抗性鉴定结果,初步定位抗病基因,其中对抗源Z501与晋麦47杂交构建的F2和F2:3群体已经完成了初步的定位分析。主要取得以下成果:1.对收集的411份春性小麦种质(ICARDA、CIMMYT、USA)进行三年两地的成株期条锈病抗性鉴定。结果表明,411份供试材料中,高抗材料(High Resistance,HR)有267份,占比约为65%;中抗材料(Moderate Resistance,MR)有98份,占比约为24%;中感材料(Moderate Susceptible,MS)有10份,占比约为2%;高感材料(Hight Susceptible,HS)有36份,占比约为9%。2.对品种Z501进行苗期和成株期条锈病抗性水平鉴定,表明Z501在苗期生长阶段对参试的毒性小种表现出高度感病性,但在成株期生长阶段呈现稳定的抗病性。对Z501与晋麦47的杂交后代F2以及F2:3群体进行表型鉴定,结合鉴定结果从F2群体中挑选抗、感极端表现型的个体若干个进行混池测序(Bulk Segregate Analysis),结合660K SNP芯片对亲本和构建群体的基因分型数据,分析获得,相比于其它染色体,染色体2B上差异SNP位点及其占亲本差异染色体位点比例最高,分别为45.27%、52.26%。推测在2B可能含有抗病遗传位点。最终将目标基因或位点锁定在了KASP标记AX-110084997和AX-111009456间隔0.82 c M区间上,命名为QYrzj.nwafu-2BL。
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