基于SNP芯片技术的小麦抗白粉病基因定位

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小麦白粉病,由病原菌Blumeria graminis f.sp.tritici侵染造成,成为小麦增加产量、提高品质必须面临的严峻疾病挑战。在中国,定位抗白粉病新基因,发掘抗白粉病材料,进一步推进小麦抗病分子育种工作,是小麦作物研究中非常重要的内容。中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,= 42,JJJsJsStSt)是小麦遗传改良的优异基因库,利用桥梁亲本小麦-偃麦草部分双二倍体即八倍体小偃麦(TAI7044、TAI7045、TAI7047等),可以克服普通小麦和中间偃麦草直接进行远缘杂交所面临的杂种不育、后代疯狂分离、育种周期长、有益基因转移困难等技术性难题。CH09W80是课题组选育的一个高抗小麦白粉病品系。本实验以CH09W80和绵阳11为亲本,构建F,群体、F2群体、BC1群体以及F2:3家系,使用密度为iSelect 90K的小麦基因组SNP芯片扫描,并结合SSR标记对CH09W80的抗白粉病基因进行了初步定位。本试验主要结果如下:(1)利用白粉菌对中间偃麦草、TAI7047、CH09W80及其小麦亲本(TY768、JC5号、JT170)进行苗期抗性鉴定,结果表明新种质CH09W80与其野生亲本中间偃麦草和八倍体小偃麦TAI7047对所选的白粉菌菌株抗性表现相近,而小麦亲本TY768、JT170、JC5号均表现为感病。(2)利用白粉菌株E09对CH09W80/绵阳11的F1、F2、BC1群体及其F2:3家系进行成株期抗性鉴定,其F,群体不发生性状分离且均抗白粉病,F2群体、BC1群体、F2:3家系均发生性状分离,符合3R:1S,1R:1S,1R:2H:1S的分离比。推测新种质CH09W80中抗白粉病基因是显性核基因,并暂时命名为PmCH09W80。(3)利用基因组原位杂交(GISH)技术对新种质CH09W80中渗入的染色体片段进行检测,在CH09W80中并未检测到明显的中间偃麦草外源染色体片段,其原因可能是CH09W80中含有的外源染色体片段太小,导致目前的GISH技术无法检测到。(4)利用BSA法进行SSR标记初步筛选以及iSelect 90K SNP芯片扫描。用SSR标记在抗、感亲和抗、感池间初步筛选,发现染色体2A上Xwmc522具有显著多态性;用90K SNP芯片检测到3198个多态性SNP位点,多态性比率为3.92%。其中,2A染色体上所含的差异标记最多,达384个。通过进一步分析发现,其中313个标记位于2AL上,47个标记位于2AS上。并且,对差异SNP标记的染色体位置的分析显示,在100-105cM和150-155cM两个区域附近分布的差异SNP位点最多。因此,把对CH09W80中的白粉病抗性基因的研究工作集中在小麦2A染色体的100-105cM和150-155cM两个区域附近。(5)标记连锁分析发现,筛选到的SSR标记与PmCH09W80紧密连锁,连锁关系是:Xwmc522-Xgwm356-PmCH09W80-Xgwm526,两侧标记Xgwm56、Xgwm526与PmCH09W80连锁距离分别为3.5cM、7.8cM。利用小麦SSR遗传图谱以及中国春缺体、端体体系将PmCH09W80定位于小麦2AL染色体上。进一步与位于2AL上的Pm4、Pm50比较发现,PmCH09W80可能是2AL上的一个新基因。
其他文献
为进一步转移和利用百萨偃麦草染色体(Thinopyrum bessarabicum)所携耐盐基因,本研究利用HMW-GS、大麦、小麦STS及RFLP标记结合分子细胞遗传技术与耐盐性鉴定对选育出的中国春-百萨偃麦草5个二体附加系和4个易位系进行了综合分析,结果表明:百萨偃麦草HMW-GS可以作为1J染色体特异标记,利用该标记成功筛选到1J二体附加系C7-17-2。大麦STS MWG2303(2HE)