小麥高密度PCR分子標(biāo)記遺傳圖譜的構(gòu)建及抗赤霉病QTL近等基因系的選育.pdf

1、普通小麥?zhǔn)且粋€(gè)六倍體作物,基因組龐大且非常復(fù)雜。利用合成小麥與普通小麥雜交的重組自交系群體已構(gòu)建了小麥的參考圖譜(ITMI圖譜),但由于人工選擇的影響以及缺乏與品種間雜交圖譜的比較,ITMI圖譜還不足以提供完整的小麥基因組信息。富含EST標(biāo)記的遺傳圖譜在運(yùn)用基因組信息進(jìn)行作物改良方面具有重要作用。 利用南大2419×望水白的品種間雜交群體,我們構(gòu)建了一個(gè)區(qū)域性高密度小麥分子遺傳圖譜(NW圖譜)。圖譜總長(zhǎng)4243.6 cM,包含8

2、91個(gè)位點(diǎn),其中349個(gè)位點(diǎn)來自小麥EST標(biāo)記。該圖譜覆蓋了在ITMI圖譜中缺失的染色體2BS、4BL、5AS和5BL的158 cM末端區(qū)域,定位在這些區(qū)域的標(biāo)記主要是EST標(biāo)記。NW圖譜包含31個(gè)分子標(biāo)記高密度區(qū)域,其中三分之二的區(qū)域位于端?；蛉旧w內(nèi)部區(qū)域。在這些區(qū)域中有15個(gè)具有高分辨率。我們發(fā)現(xiàn)低分子標(biāo)記密度區(qū)域在品種間以及部分同源的亞組間表現(xiàn)保守。絕大多數(shù)EST標(biāo)記都位于染色體的遠(yuǎn)端區(qū)域,在這些區(qū)域標(biāo)記密度和重組率相對(duì)較高。小

3、麥重要農(nóng)藝性狀QTLs/基因主要分布于第1、2、3和5同源群染色體上,且在染色體的末端呈現(xiàn)出明顯的成簇分布現(xiàn)象。盡管一般認(rèn)為著絲粒區(qū)域重組率較低,但也存在例外。染色體2BL和3BS的近著絲粒區(qū)域重組率較高,近似于重組熱點(diǎn)區(qū)。將已定位的小麥EST與水稻的BAC/PAC克隆進(jìn)行比對(duì)分析,我們發(fā)現(xiàn)小麥的第3、6和7同源群與水稻染色體間具有更好的共線性關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)將在小麥基因組的結(jié)構(gòu)和功能分析、小麥重要農(nóng)藝性狀基因的定位和分離以及育種實(shí)踐中產(chǎn)

4、生重要作用。 小麥對(duì)赤霉病的抗性主要分為抗侵入性和抗擴(kuò)展性。一般需要分別設(shè)置試驗(yàn)來定位兩種類型的抗病QTL。本研究利用噴霧接種后14和21天的病小穗數(shù)(NDSD14和NDSD21)作為抗侵入和抗擴(kuò)展的綜合指標(biāo),利用兩次病小穗數(shù)的差值(DNDS)來反映抗擴(kuò)展性。通過QTL定位分析,我們發(fā)現(xiàn)在該群體中NDSD14和NDSD21主要反映的是抗侵入性。利用DNDS,我們能檢測(cè)到所有的三個(gè)與抗擴(kuò)展相關(guān)的主效QTLs。利用該方法,我們還發(fā)現(xiàn)

5、位于染色體2B上的一個(gè)與抗擴(kuò)展相關(guān)的QTL也與抗侵入相關(guān)。 利用包含277個(gè)株系的南大2419×望水白群體,我們對(duì)抗侵入QTL進(jìn)行了再定位。我們將4B和5A QTL定位到更小的標(biāo)記區(qū)間內(nèi),其LOD值與初級(jí)定位(136個(gè)株系)時(shí)相比有了大幅度提高。QFhi.nau-4B的LOD值由4.8增加到7.6,QFhi.nau-5A的LOD值由10.2增加到14.4。這表明增加群體的規(guī)?？梢垣@得更準(zhǔn)確的QTL定位信息。 通過標(biāo)記輔助

6、回交的方法,我們構(gòu)建了六個(gè)抗赤霉病QTL的近等基因系。背景選擇分析表明這些近等基因系的遺傳背景回復(fù)率都在97％以上。近等基因系的抗病性表現(xiàn)與輪回親本綿陽99-323間存在顯著差異,且與目標(biāo)QTL的效應(yīng)存在很高的一致性。通過篩選和鑒定重組體的方法,我們對(duì)染色體3B、4B和5A上的三個(gè)主效QTL進(jìn)行了精確定位。將QFhs.nau-3B定位到Xbarc147-Xgwm493區(qū)間,將QFhi.nau--4B定位到Xgwm192-Xgwm149區(qū)