小麥抗赤霉病QTL的定位及抗赤霉病QTL近等基因系的選育.pdf

1、赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是全球小麥生產(chǎn)中的毀滅性病害,其主要病原菌是禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum Schw.)。赤霉病不僅造成小麥產(chǎn)量損失和品質(zhì)下降,籽粒中DON等毒素還引起嚴重的食品安全問題。病粒率(PercentFusarium-infected kernels,PFIK)可反映小麥受赤霉病影響的程度,而且其品種間差異也是type IV抗性高低的體現(xiàn)。在南大2419 X望水白

2、重組自交系群體中,我們已經(jīng)定位了抗侵入和抗擴展QTL。為定位type IV抗性QTL并了解其與其他抗性類型間的聯(lián)系,我們利用在三個環(huán)境中獲得的該群體病粒率數(shù)據(jù),共定位了12個type IV抗性QTL,其中大部分QTL的抗性等位基因都源自望水白。位于2B和7D染色體上的QFik.nau-2B和QFik.nau-7D與環(huán)境還存在顯著互作。在12個typeIV抗性QTL中有5個與type I和type II抗性QTL所在區(qū)間重疊,包括QFik

3、.nau-3B和QFik.nau-4B等主效QTL。在該群體中檢測到的具有穩(wěn)定效應(yīng)的type I和type II抗性QTL也幾乎都與type IV抗性QTL所在區(qū)間重疊,這表明抗侵入和抗擴展兩種類型抗性在控制病粒率中發(fā)揮主要作用。病粒率是一種相對簡單方便,而又能較為全面反映赤霉病抗性的指標。 為了獲得與小麥赤霉病抗性相關(guān)的功能性分子標記,并豐富南大2419 X望水白群體的分子標記遺傳圖譜,我們利用NCBI公布的赤霉菌誘導(dǎo)蘇麥三號

4、幼穗cDNA文庫中的EST序列,設(shè)計了450個EST-STS標記。我們發(fā)現(xiàn)編碼包括能量、細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運、代謝等六大類功能的EST標記,在多態(tài)率水平上表現(xiàn)出明顯的差異。有28個標記在親本間揭示了的多態(tài)性,其中26個標記被定位在南大2419 X望水白群體的遺傳圖譜上,分布于1A、2A、2B、2D、3B、4A、4B、5A、6A、6B和7A等11條染色體上。我們以病小穗數(shù)(NDS)和病軸長(LDR)為抗擴展指標,病穗率(PIS)為抗侵入指標,對定位

5、的EST標記進行單項方差分析,發(fā)現(xiàn)其中7個與赤霉病抗性顯著相關(guān)。 我們通過標記輔助回交選育蘇麥三號抗赤霉病QTLs的近等基因系,將定位在蘇麥三號3BS、6BS和5A染色體上的三個主效QTLs轉(zhuǎn)育到了揚麥12號、PH691和綿陽2000-1等三個遺傳背景中。背景選擇和赤霉病抗性鑒定結(jié)果顯示,BC4F1代群體的遺傳背景都得到較好的回復(fù),攜帶QTL的株系的赤霉病抗性與輪回親本相比有顯著提高。我們還發(fā)現(xiàn)同時攜帶多個抗性QTL的株系比只攜