玉米抗禾谷鐮刀菌莖腐病基因的定位及分析.pdf

1、玉米莖腐病是一種嚴重的危害玉米生產(chǎn)的土傳性病害，在世界各地玉米產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生。玉米莖腐病的病原菌比較復雜，我國以腐霉菌和鐮刀菌為主。本實驗用禾谷鐮刀菌 (Fusariumgraminearum Schwade) 對親本1145(抗病)和Y331(感病)及其分離后代群體(BC<,1>、BC<,2>、BC<,3>、F<,2>和DH系)進行連續(xù)三年的人工接種，采用分級方法測定抗性，結(jié)合多態(tài)性SSR標記對抗病基因進行QTL定位，在主效抗病QTL區(qū)

2、域進一步發(fā)展標記對其進行精細定位，在不同的回交世代分析主效QTL的抗性效應，具體研究結(jié)果如下： 1．從630對SSR分子標記中篩選出擴增效果良好且親本間表現(xiàn)多態(tài)性的SSR標記118對，對由47個高抗和47個高感BC<,1:2>家系植株組成的極端定位群體進行基因型鑒定。除了umc1800(位于第5條染色體)和umc1257(位于第7條染色體)外，其余的116個SSR分子標記能夠被整合到遺傳圖譜中，最終構(gòu)建的遺傳連鎖圖總遺傳距離為1

3、633cM，分子標記平均遺傳距離為14cM。 2．利用QTL CartographerV2.0軟件和復合區(qū)間作圖法對抗莖腐病基因進行QTL定位和分析。模擬運算1000次，當LOD>3.1時，全基因組掃描共檢測到2個QTL，分別位于第1和第10染色體上，均表現(xiàn)為加性效應且增效基因均來自1145。其中位于第10條染色體上的QTL位點qSRR-1在SSR分子標記umc2349-umc1115之間，LOD值達到13.1，可以解釋的表型變

4、異為36.3％，是一主效QTL；位于第1條染色體上的QTL位點qSRR-2在SSR分子標記mmc0041-umc1774之間，LOD值達到3.8，可以解釋表型變異的8.9％。 3．通過對BC<,2>、BE<,3>、F<,2>和DH系的進一步鑒定，發(fā)現(xiàn)當主效QTL區(qū)域的染色體片段都來自1145(基因型：qSRR-1//qSRR-1)或雜合 (基因型：qSRR-1//qSRr-1)時，抗病率都在70％以上；相反，當主效QTL區(qū)域基因

5、型與Y331完全一致(基因型：qSRr-1//qSRr-1)時，抗病率小于30％，說明抗莖腐病主效OTL—qSRR-1的效應能穩(wěn)定遺傳。 4．通過網(wǎng)絡(luò)資源搜索了qSRR-1區(qū)域內(nèi)的所有序列信息(包括BAC末端、EST和IDP標記)。通過設(shè)計引物、親本PCR擴增、序列多態(tài)性分析等，共發(fā)展了5個標記，分別是AI857162SR、AI861111SR、AI8571626SR、CB351276SR和AF0433464SR。加上現(xiàn)有的6個

6、SSR標記，在qSRR-1區(qū)域內(nèi)共有11個分子標記，這些標記可用來對主效QTL精細定位。 5．用qSRR-1區(qū)域內(nèi)的11個分子標記篩選BC<,3>代群體，發(fā)現(xiàn)13種重組類型，共計25個重組單株。每個重組單株繼續(xù)回交獲得BC<,4>家系種子，將BC<,4>的種子分成兩部分，一部分自交形成BC<,4>F<,2>群體用于進一步抗性鑒定；一部分將利用標記輔助選擇發(fā)展BC<,5>代群體。通過對BC<,4>代每個個體的基因型和抗病性鑒定可以