小麦外源抗白粉病基因的分子标记

【摘要】：小麦白粉病(Blumeria graminis f.sp.tritici)是世界性的重要真菌性病害之一,选育抗病品种是控制病害最经济、有效和安全的措施。本研究对小麦外源抗白粉病基因Pm4b,Pm12和Pm21进行了抗性鉴定,建立了与这些基因连锁的SSR和EST-SSR标记,并用于分子标记辅助育种的实践,主要研究结果如下: Pm12是对我国小麦白粉病最有效的抗病基因之一,存在于拟斯卑尔脱山羊草中。利用集群分离分析法(BSA),对来源于Line31(Wembley~*6/拟斯卑尔脱山羊草)的一个抗感分离群体进行SSR和EST-SSR分子标记的筛选,发现1个SSR标记Xgwm361和4个EST-SSR标记Xcau24、Xcau44、Xcau186、Xcau268与Pm12基因位点紧密连锁,连锁的顺序为Xgwm361-Pm12-Xcau44-Xcau268-Xcau186-Xcau24,遗传距离分别为0.9cM、0.3cM、0.5cM、0.7cM、0.7cM。利用一套普通小麦中国春第六同源群的缺体-四体系和双端体系,检测出与Pm12连锁的4个标记位点在小麦染色体6BL上。本研究中发现的与Pm12连锁的SSR标记为分子标记辅助选择提供了有利的工具。Pm12与SSR和EST-SSR标记遗传距离较近,可能与在杂交过程中小麦B基因组和拟斯卑尔脱山羊草的S基因组交换率较低有关。 来源于簇毛麦和普通小麦6VS/6AL易位系的Pm21,目前是抗小麦白粉病的最有效的基因之一,利用育种材料中含有Pm21基因的3个抗感分离群体进行SSR标记的筛选,结果发现EST-SSR标记Xcau127与Pm21呈共分离关系。中国春的缺体-四体系和双端体系将Xcau127定位于染色体的6AS。EST-SSR标记Xcau127为共显性标记,比以前报道的RAPD和SCAR显性标记在抗病基因的标记辅助选择和抗病基因累加的标记检测上更具优势。 “Torfrida”是VPM1的衍生系,携带有Pm4b基因,在北京地区高抗白粉病,几年来作为抗源应用于育种工作。利用一个来自杂交组合“EM85/Torfrida∥温6/3/3~*京411/4/农大189”的抗病分离群体3B789,通过BSA法建立SSR标记,发现在分离群体3B789的231个单株中,EST-SSR标记Xcau33与抗病基因Pm4b表现共分离,能够在辅助选择Pm4a和Pm4b基因的育种工作中应用。 对40份野生二粒小麦材料进行了抗白粉病鉴定,并与感病普通小麦87-1进行杂交,获得了F_1种子。对F_1植株的苗期和成株期抗性鉴定结果表明,在这些野生二粒小麦材料中,苗期抗性由显性和部分显性基因控制,而成株期抗性则由显性、部分显性和隐性基因控制。40份F_1代材料经Pm30基因连锁的SSR标记Xgwm159的测定,有8份材料可能含有Pm30基因。