大豆對大豆疫霉根腐病抗性基因和QTL的定位.pdf

1、大豆(Glycine max(L.) Merr.)疫霉根腐?。≒hytophthora root rot，PRR）是由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae Kaufmann& Gerdemann，P.sojae）引起的一種土傳病害。大豆疫霉根腐病能夠侵染任何生育時期的大豆植株，給全球大豆生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟損失。對該病最有效的防止措施是選育和應(yīng)用抗病品種，抗源篩選和新的抗病基因的發(fā)掘是抗病品種選育的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
　　本研

2、究鑒定栽培大豆微核心種質(zhì)對3個大豆疫霉菌株的抗性反應(yīng)，分析抗性種質(zhì)在全國的地理分布，發(fā)掘抗多個疫霉菌株的種質(zhì)資源。結(jié)合微核心種質(zhì)抗性鑒定的表型，采用關(guān)聯(lián)定位方法尋找與抗性顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點。利用F2群體和重組自交家系群體進行遺傳分析和連鎖定位大豆疫霉根腐病完全抗性Rps基因和部分抗性QTL位點。這些結(jié)果將有助于分子標記輔助選擇，大豆抗性育種和理解大豆對大豆疫霉病抗性的分子機理。
　　1.大豆微核心種質(zhì)的大豆疫霉根腐病抗性鑒定

3、r>　　本實驗采用下胚軸接種法鑒定大豆微核心種質(zhì)對大豆疫霉菌株P(guān)m2(1b，2，3c，7)、H15(1k，3b，3c，5，6，7)和Pm28(1a,1b，1c，1d，1k，2，3b，3c，5，6，7)的抗性反應(yīng)。結(jié)合前人接種鑒定過的菌株P(guān)6497、Pm14、HLJ08-35、P7063、AH、HeN08-17、PNJ1、Pmg、 P7071、Pm31和JS08-12的抗性鑒定結(jié)果，分析大豆微核心種質(zhì)的疫霉根腐病抗性特征和抗性種質(zhì)的地理分

4、布情況。
　　接種結(jié)果表明，大豆疫霉菌株對大豆微核心種質(zhì)有極強的致病能力。具體而言，供試材料對疫霉菌株P(guān)m14的抗性種質(zhì)最多，占總體的56.7％;對菌株P(guān)7063、AH和HLJ08-17的抗性種質(zhì)數(shù)量次之。對其他的其他疫霉菌株的抗性種質(zhì)數(shù)目都小于總數(shù)的25％，強毒性菌株pmg和PNJ1能使80％以上的大豆種質(zhì)表現(xiàn)出致死反應(yīng)。同時，大豆微核心種質(zhì)對疫霉菌株的抗性具有多樣性。190份種質(zhì)對1-11個不同的疫霉菌株具有抗性反應(yīng)。其中有2

5、9.5％的種質(zhì)能夠抗1-2個疫霉菌株，22.8％的種質(zhì)能夠抗3-4個疫霉菌株，24.6％的種質(zhì)能夠抗5-7個疫霉菌株。還有18份種質(zhì)擁有最廣的抗譜，能抗8-11個不同的疫霉菌株。
　　比較抗性種質(zhì)的地理分布和生態(tài)類型，發(fā)現(xiàn)擁有最多抗性種質(zhì)的省份是四川、江蘇和湖北。湖北、江蘇、福建、四川和山東地區(qū)的種質(zhì)抗譜較廣（抗＞5個疫霉菌株）。北方和東北部的大豆種質(zhì)抗譜較窄（抗＜4個疫霉菌株），南方地區(qū)和黃淮海地區(qū)的種質(zhì)抗性豐富且抗性多樣化且抗

6、譜較廣。
　　大豆核心種質(zhì)對14個疫霉菌株共產(chǎn)生135種不同的反應(yīng)類型，通過基因推導預(yù)測:有34份種質(zhì)可能不合有抗性基因，22份種質(zhì)可能含有Rps7基因，種質(zhì)ZDD03733可能含有Rps1a+Rps3b或者Rps1c+Rps3b的基因組合。
　　2.關(guān)聯(lián)定位大豆微核心種質(zhì)中的大豆疫霉根腐病抗性位點
　　利用根據(jù)覆蓋群體全基因組的1749個single nucleotide polymorphism(SNP)標記信息，

7、分析大豆微核心種質(zhì)的群體結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系，得到Q矩陣和K矩陣。結(jié)合14個大豆疫霉菌株接種224份大豆微核心種質(zhì)的表型結(jié)果，采用簡單模型(Naivemodel)、一般線性模型(GLM)以及混合線性模型(MLM)三種統(tǒng)計方法進行關(guān)聯(lián)定位，找到與大豆疫霉根腐病抗性穩(wěn)定相關(guān)的19個SNP，其中9個SNP位點是首次被鑒定到與大豆對大豆疫霉根腐病抗性相關(guān)。
　　3.大豆疫霉根腐病完全抗性基因RpsLu4的定位
　　根據(jù)大豆品種魯豆4號對1

8、0個大豆疫霉菌株的反應(yīng)類型，基因推導預(yù)測魯豆4號可能含有新的Rps基因。選擇對疫霉菌株P(guān)m28(1a,1b，1c，1d，1k，2，3b，3c，5，6，7)有抗感差異的魯豆4號(R，resistance)和誘處4號(S，susceptible)配制雜交組合，衍生成F2群體。通過親本和后代群體的抗性鑒定，明確魯豆4號對疫霉菌株P(guān)m28的完全抗性是由單顯性基因控制的。采用混合集團分離分析方法（Bulked SegregantAnalysis，

9、BSA），利用SSR標記定位抗性位點，將RpsLu4定位在3號染色體（N連鎖群）的短臂末端，BARCSOYSSR_03_0246和BARCSOYSSR_03_0305標記之間，遺傳距離分別為0.5cM和2.6cM，物理位置4，362，217bp-5，369，472bp之間，約1Mb的區(qū)段內(nèi)。該區(qū)域內(nèi)有8個具有NB-ARC和NBS-LRR結(jié)構(gòu)域的基因，將他們列為候選基因。RpsLu4可能是Rps1位點上的一個新的等位基因或者是與其緊密連鎖

10、的抗性基因。
　　4.大豆疫霉根腐病部分抗性QTL的定位
　　利用蒙8206×正陽衍生的重組自交家系群體(NJRIZM6)研究對大豆疫霉菌株P(guān)7063(1a,1d，3a,6，7)的部分抗性位點。蒙8206和正陽對菌株P(guān)7063不具有完全抗性，并且他們對P7063的部分抗性水平有顯著差異。對親本和126份F2∶8重組自交家系進行根部接種鑒定部分抗性水平，以病斑長度為指標。使用WinQTLCart軟件，采用復合區(qū)間作圖(CIM)