大豆疫霉根腐病抗性的遺傳分析及基因定位的初步研究.pdf

1、由大豆疫霉(Phytophthora sojae)引起的大豆疫霉根腐病(Phytophthora root rot，PRR)是一種毀滅性的大豆病害，在大豆主要生產(chǎn)國(guó)美國(guó)，巴西、阿根廷、中國(guó)等均有發(fā)生，對(duì)大豆生產(chǎn)造成很大的危害，培育和種植抗病品種是防治該病害最經(jīng)濟(jì)、安全、有效的途徑。 大豆對(duì)疫霉根腐病存在完全抗性和部分抗性，完全抗性是小種專化性抗性，通過限制大豆疫霉的侵染來實(shí)現(xiàn)的，是由Rps基因控制的，迄今已鑒定并定名了14個(gè)抗病

2、基因，它們分布在4條大豆連鎖群的8個(gè)位點(diǎn)上。然而，大豆疫霉變異迅速、復(fù)雜，自從1948年首次發(fā)現(xiàn)此病害以來，已鑒定六十多個(gè)生理小種和許多未定名的分離物，所有已知抗病基因均被“擊敗”。而大多數(shù)品種抗源單一，常使抗病品種在推廣8～15年后就會(huì)“喪失”原有的抗性。因此，迫切需要拓寬新的抗病基因。迄今為止，各國(guó)的抗性品種選育主要集中在完全抗性品種的選育，但完全抗性品種在大面積推廣種植后會(huì)因新的致病小種的流行而喪失抗性，并且單基因抗性品種的大面積

3、推廣容易對(duì)大豆疫霉產(chǎn)生選擇壓力從而產(chǎn)生新的生理小種。部分抗性(partial resistance)是另一類具有非小種?；缘臄?shù)量抗性，能夠減輕和減緩新生理小種產(chǎn)生的壓力。黃淮地區(qū)是我國(guó)的大豆主產(chǎn)區(qū)之一。本研究旨在篩選出黃淮地區(qū)的優(yōu)異抗源，發(fā)掘新的抗病基因，明確大豆疫霉根腐病抗性的遺傳機(jī)制，對(duì)新的抗病基因進(jìn)行分子作圖，從而為抗病育種提供理論指導(dǎo)和物質(zhì)基礎(chǔ)，推動(dòng)大豆抗疫霉根腐病育種的發(fā)展。 1、抗性鑒定。利用7個(gè)具有不同毒力公式的

4、大豆疫霉菌株，對(duì)黃淮夏大豆主產(chǎn)區(qū)的96個(gè)大豆品種(系)和一套含已知13個(gè)Rps基因的大豆鑒別寄主進(jìn)行了接種鑒定，96個(gè)大豆品種(系)對(duì)7個(gè)大豆疫霉菌株共產(chǎn)生38種反應(yīng)型，有4種反應(yīng)型分別與單個(gè)抗病基因的反應(yīng)型一致，有10種反應(yīng)型與2個(gè)已知基因組合的反應(yīng)型相同，有5種反應(yīng)型與3個(gè)已知基因組合的反應(yīng)型相同，其它反應(yīng)型為新的類型。根據(jù)“基因?qū)颉睂W(xué)說，抗病基因的推導(dǎo)結(jié)果有7個(gè)品種可能含有Rps3a，有4個(gè)品種可能含有Rps3b，有1個(gè)品種可

5、能含有Rps3c，有5個(gè)品種可能含有Rps7，有一些品種可能含有國(guó)際上尚未命名的新的抗病基因，這些抗源品種是我國(guó)大豆抗疫霉根腐病育種的有效抗源。 2、根部接種法及部分抗性的抗源篩選。用根部接種法接種已知抗性水平的3個(gè)大豆品種對(duì)大豆疫霉根腐病的部分抗性，結(jié)果表明本方法所獲鑒定結(jié)果穩(wěn)定、可靠、效率較高，建議作為我國(guó)鑒定大豆種質(zhì)資源對(duì)大豆疫霉根腐病部分抗性的基本方法。另外，用大豆疫霉菌株P(guān)NJ1接種鑒定38份黃淮地區(qū)大豆栽培品種和地方

6、品種，其中高抗品種10個(gè)，占鑒定品種的26.3％。 3、遺傳分析。利用分別具有完全抗性和部分抗性的的品種配置4個(gè)雜交組合，在分別采用下胚軸傷口接種法和根部接種法接種大豆疫霉菌株P(guān)NJ1條件下，研究?jī)深惪剐缘倪z傳模式。結(jié)果表明，大豆對(duì)疫霉根腐病完全抗性和部分抗性分屬不同遺傳體系，完全抗性由1對(duì)主基因控制，抗病對(duì)感病表現(xiàn)為顯性；部分抗性由1對(duì)加性主基因+加性-顯性多基因控制，F(xiàn)2代主基因和多基因遺傳率分別為41.31％-74.84％

7、和15.60％～50.34％，F(xiàn)2:3代主基因和多基因遺傳率分別為54.21％～77.05％和13.52％～38.24％。兩類抗性都有育種價(jià)值，并且在早世代選擇是有效的。選育聚合有完全抗性和部分抗性的品種是使大豆獲得疫霉根腐病高水平抗性和持久抗性的最佳途徑。 4、基因定位。大豆品種豫豆25和鄭92116具有良好的抗大豆疫霉根腐病特性，經(jīng)基因推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)它們可能含有多個(gè)抗性基因組合或者含有新的抗病基因。用豫豆25與感病材料NG6255

8、、鄭92116與NH5分別雜交構(gòu)建了兩個(gè)F2:3群體，用大豆疫霉菌株對(duì)這兩個(gè)群體進(jìn)行抗性分析，通過SSR結(jié)合BSA的方法進(jìn)行了分子作圖，再結(jié)合系譜分析，結(jié)果顯示豫豆25和鄭92116的抗性是由同一個(gè)顯性單基因控制，該基因可能為新的抗病基因，暫定名為Rps Yu25，根據(jù)SSR標(biāo)記的位置，該基因被定位在大豆連鎖群N上。 5、RGA分析。根據(jù)水稻抗白葉枯病Xa21基因的富含亮氨酸重復(fù)區(qū)域(LRR)和番茄抗細(xì)菌性斑點(diǎn)病的Pto基因編碼

9、蛋白激酶的DNA序列，設(shè)計(jì)2對(duì)引物用于擴(kuò)增48個(gè)品種中的抗病基因同源序列，經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳和聚類分析，結(jié)果表明供試品種間具有較豐富的RGA多態(tài)性，從48個(gè)大豆品種的抗病基因同源序列中，共擴(kuò)增出53條譜帶，各品種之間譜帶較清晰且呈現(xiàn)明顯的多態(tài)性，以相似系數(shù)0.746聚類，48個(gè)大豆品種可以分成7類。盡管RGA聚類和抗性表型聚類的類與類之間沒有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但抗譜廣的品種，能較好地聚在一類，如豐收黃、科豐36、即墨油豆等。因此，綜合利用