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小麦叶锈病在我国发病面积广,严重危害小麦的品质和产量,发生时早现发病早、扩展速度快、盛期时间长、发生普遍且对气候条件适应力强等特点。由于小麦叶锈菌生理小种随着气候条件的变化不断进行变异,从而导致小麦抗病基因的抗性逐渐丧失,因此不断鉴定、定位新的抗病基因,培育新的抗病品种对小麦生产至关重要。本研究内容主要包括小麦叶锈病抗叶锈鉴定和成株抗叶锈QTL定位两部分,研究结果如下:
1.本研究用苗期基因推导、分子标记检测、系谱分析以及田间成株期抗叶锈鉴定的方法对69份国外小麦材料综合分析确定其所携带的抗叶锈病基因。选用17个毒力不同的叶锈菌生理小种接种69份国外小麦材料以及36个己知抗病基N的近等基因系进行苗期抗叶锈基因推导,同时利用11个己知基因的分了标记进行标记检测,结合系谱分析确定供试材料所携带的抗叶锈病基因。为明确小麦材料的成株期抗性,在2017-2018年度分别于河北保定试验田和河南周口黄泛区农场试验田对包括感病对照郑州5389和成株慢锈对照SAAR红内的71份小麦材料进行田间抗叶锈病鉴定。鉴定品种最终严重度FDS(final disease sevcritv),把FDS明显小于或与慢性对照SAAR无显著差异的列为慢锈品中。结果存69份小麦品种(系)中共检测到6个抗小麦叶锈病基因Lr1、Lrl0、Lr19、Lr26、Lr34和Lr37,其中含苗期抗病基因Lr1、Lr10、Lr19和Lr26的分别有6个、19个、5个和10个品系,携带成株抗病基因Lr34和Lr37的分别有10个和26个材料,田间鉴定具有成株慢锈性的品种共有46个品系。69份国外材料的抗叶锈基因鉴定结果可为基因布局和培育持久抗病品种奠定了基础。
2.小麦品种Libellua从意大利引进,在我国牛产利用了很多年,依旧保持良好的抗性。为了研究小麦品种Libellula的成株期抗叶锈性,把小麦品种Libellulax辉县红构成的248个RIL家系进行成株抗叶锈QTL分析。利用小麦55K SNP芯片对后代抗感小群体进行检测,初步确定QTL位点可能存存的染色体位置。再经过SSR引物的进行筛选,利用软件Map Manager QTXb20对后代人群体基因型数据和7个环境田间严重度调查数据综合分析,得到标记连锁群和每个标记之间的连锁遗传距离(cM),结合软件QTL Ici mapping4.0迸行QTL位点分析。和Libellulax辉县红的RIL群体共检测到6个QTL位点,分别位于1A、1B、3A、4B、6A和7D染色体上,命名为QLr.hbau-1A、QLr.hbau-1B、QLr.hbau-3A、QLr.hbau-4B、QLr.hbau-6A和7D染色体上的Lr34。其中QLr.hbau-1A在6个环境中能检测到,解释了4.80%-9.71%的表型变异;OLr.hbuzi-1B和QLr.hbau-3A在2个环境中能检测到,分别解释了5.15%-5.64%和5_31%-5.87%的表型变异;QLr.hbau-4B和QLr.hbau-6A在4个环境中能检测到,分别解释了8.14%-10.86%和6.36%-10.38%的表型变异;Lr34存7个环境下均能检测到,解释了3.64%-36.28%的表型变异。研究中定位的成株抗叶锈病QTL位点可以为培育持久抗病性品种提供理论依据。
1.本研究用苗期基因推导、分子标记检测、系谱分析以及田间成株期抗叶锈鉴定的方法对69份国外小麦材料综合分析确定其所携带的抗叶锈病基因。选用17个毒力不同的叶锈菌生理小种接种69份国外小麦材料以及36个己知抗病基N的近等基因系进行苗期抗叶锈基因推导,同时利用11个己知基因的分了标记进行标记检测,结合系谱分析确定供试材料所携带的抗叶锈病基因。为明确小麦材料的成株期抗性,在2017-2018年度分别于河北保定试验田和河南周口黄泛区农场试验田对包括感病对照郑州5389和成株慢锈对照SAAR红内的71份小麦材料进行田间抗叶锈病鉴定。鉴定品种最终严重度FDS(final disease sevcritv),把FDS明显小于或与慢性对照SAAR无显著差异的列为慢锈品中。结果存69份小麦品种(系)中共检测到6个抗小麦叶锈病基因Lr1、Lrl0、Lr19、Lr26、Lr34和Lr37,其中含苗期抗病基因Lr1、Lr10、Lr19和Lr26的分别有6个、19个、5个和10个品系,携带成株抗病基因Lr34和Lr37的分别有10个和26个材料,田间鉴定具有成株慢锈性的品种共有46个品系。69份国外材料的抗叶锈基因鉴定结果可为基因布局和培育持久抗病品种奠定了基础。
2.小麦品种Libellua从意大利引进,在我国牛产利用了很多年,依旧保持良好的抗性。为了研究小麦品种Libellula的成株期抗叶锈性,把小麦品种Libellulax辉县红构成的248个RIL家系进行成株抗叶锈QTL分析。利用小麦55K SNP芯片对后代抗感小群体进行检测,初步确定QTL位点可能存存的染色体位置。再经过SSR引物的进行筛选,利用软件Map Manager QTXb20对后代人群体基因型数据和7个环境田间严重度调查数据综合分析,得到标记连锁群和每个标记之间的连锁遗传距离(cM),结合软件QTL Ici mapping4.0迸行QTL位点分析。和Libellulax辉县红的RIL群体共检测到6个QTL位点,分别位于1A、1B、3A、4B、6A和7D染色体上,命名为QLr.hbau-1A、QLr.hbau-1B、QLr.hbau-3A、QLr.hbau-4B、QLr.hbau-6A和7D染色体上的Lr34。其中QLr.hbau-1A在6个环境中能检测到,解释了4.80%-9.71%的表型变异;OLr.hbuzi-1B和QLr.hbau-3A在2个环境中能检测到,分别解释了5.15%-5.64%和5_31%-5.87%的表型变异;QLr.hbau-4B和QLr.hbau-6A在4个环境中能检测到,分别解释了8.14%-10.86%和6.36%-10.38%的表型变异;Lr34存7个环境下均能检测到,解释了3.64%-36.28%的表型变异。研究中定位的成株抗叶锈病QTL位点可以为培育持久抗病性品种提供理论依据。