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《河南大学》 2004年
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小麦五个抗白粉病基因分子标记的建立

许红星  
【摘要】: 小麦白粉病是严重影响小麦生产的重要病害之一。利用抗病品种是防治该病害最为经济、有效和对环境安全的措施。与抗病基因紧密连锁的分子标记不仅便利抗病基因鉴定和作图,而且可以对抗病品系进行标记辅助选择,从而极大地提高基因累加效率,加速育种进程。本研究的主要目的是采用RAPD、SCAR、STS和SSR等分子标记技术,建立与小麦抗白粉病基因紧密连锁的分子标记,借助分子标记辅助选择的方法实现小麦抗白粉病多基因积累,以维持小麦品种的持久抗性,使小麦抗白粉病分子育种进入实用化阶段。 根据常规的RAPD分析方法,参考本实验室的反应体系及扩增程序,对反应过程中涉及的各种成分建立梯度,筛选出最合适的浓度。同时,综合考虑变性时间和退火温度,建立了适合于分析小麦基因组的合理有效的RAPD分析方法。采用优化了的PCR反应体系和扩增程序对小麦基因组进行了RAPD分析,多数随机引物能够扩增出4-10条清晰可辨的条带,粗略统计平均每条引物的检测位点9-10个,高于多数文献报道的4-7个,检测效率显著提高。同时,按照相似的方法,本研究也摸索出了合理的STS及SCAR标记反应体系和扩增条件,并对实验材料进行了有效的PCR扩增。 本研究选用Chancellor、豫麦13和Ulka/8~*Cc(含Pm2基因)、Yuma/8~*Cc(Pm4a基因)、Timgalen(Pm6基因)、齿牙糙(Pm24基因)、红蚰麦(未知Pm基因)等感抗材料组配成5个杂交组合,并通过采集郑州本地区的小麦白粉菌混合菌种接种,进行抗性鉴定和遗传分析,建立起了符合显性单基因分离规律的F_2代分离群体(其中组合Chacellor×Ulka/8~*Cc的感抗分离比为41:93,卡方值X~2=2.239;Chacellor×Yuma/8~*Cc的感抗分离比为48:129,X~2=0.318;Yumai13×Timgalen为16:56,X~2=0.117;Yumai13×Chiyacao为34:123,X~2=0.766;Chancellor×Hongyoumai13:51,X~2=0.521),从而确保了RAPD、SCAR、SSR以及STS标记与抗病基因连锁的准确性和可靠性。 本研究根据抗病基因的保守序列,有目的地选取了181条随机引物,对含小麦抗白粉病基因Pm2和Pm4a的近等基因系、Pm6和Pm24的抗病亲本以及含未知抗小麦白粉病基因的农家品种红蚰麦,以Chancellor和豫麦13作感病亲本对照,进行了RAPD分析。经初步筛选,在轮回亲本Chancellor和近等基因系Ulka/8~*Cc之间有9条引物扩增出多态性片断,在轮回亲本Chancellor和近等基因系Yuma/8~*Cc之间有10条引物,在感病亲本豫麦13和抗病亲本Timgalen之间有38条,感病亲本豫麦13和抗病亲本齿牙糙之间有9条,感病亲本Chancellor和含未知抗小麦白粉病基因的农家品种红蚰麦之间有22条引物扩增出多态性片断。 本研究还用部分F_2代抗感单株对Pm6和Pm24基因扩增出多态性片断的随机引物进行验证,从中找到了2个与Pm6基因连锁的RAPD标记(S139_(615)和S138_(443))和2个与Pm24基因连锁的RAPD标记(S141_(556)和S153_(706))。本研究又将找到的4个RAPD标记的多态性片断经回收、克隆和测序,根据片断两端序列设计合成了4对特异引物,成功地转化为SCAR标记, 小,公吸月卜主忆白粉月扮刁‘因当于弓啼州吧的,吐J匕 并对转化的2个与Pm6基因连锁的SCAR标记进行了分析,标记SC一5139和SC一5138与Pm6 遗传距离分别为3.3cM和27.IcM。其中标记SC一5139专化性很好,可以有效地检测跟踪Pm6 荃因,能成功地应用于标记辅助选择育种。而且也筛选到了与Pm6塞因连锁的SSR标记 xg以m47,该标记与Pm6墓因的遗传距离为10.gcM,构建了Pm6基因的遗传连锁图谱.然而, 转化的与氏心4基因连锁的2个标记SC一 5 141和SC一5153在抗感亲本以及凡代抗感单株之间 扩增出的片断没有差异,所以正试图通过提高退火温度和对扩增产物进行醉切鉴定,看其是 否具有醉切多态性.另外,本研究也对与Pm4a基因紧密连锁的RFLP标记进行了转化,转化 后的STS.pCR标记STS4^B、STS仰和STS月曰与Pm4a的连锁距离分别为15.2cM、5.4cM和 2.6cM,这不仅能够丰富Pm4a基因的遗传图谱,而且能够应用Pm4a墓因加快标记辅助选择 育种的进程。关于Pm6荃因的SCAR和SSR标记,目前在国内外尚无报道。 多态性片断513先:,和5 13803的序列被Ge豆Bank收录,并且同源性分析表明,序列513先” 与小麦的Pstlg、Lrr19、飞bk19一1、L水19基因和抗大麦白粉病基因Mla序列有较高的同源性, 序列5138“3与粗山羊草中的Lz.NBS-LRR(比鹅ine ZIPper.N朋l。滋ideB耐ing Site.从ucine 形chRe娜atS供RGA(R esi劝叨 ce闷3eneAn目。邵)标记、NBs.LRR类RGA和HCBT类防御蛋白 基因有较高的同源性。这不仅丰富了GedB斑火中与抗病基因有关的序列文库,而且其较高的 同源性也存在着潜在的开发价值。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S512.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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9 王强;张茂君;;分子标记及其在苹果属植物研究上的应用[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
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7 曾兴权;小麦抗条锈病种质的鉴定及其抗性相关基因的差异表达和克隆[D];西北农林科技大学;2010年
8 荣立苹;东北地区野生百合种质资源及遗传多样性研究[D];沈阳农业大学;2010年
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6 田伶俐;马铃薯体细胞杂种胞质遗传组成及其与青枯病抗性的关系[D];华中农业大学;2010年
7 刘远;基于基因聚合策略选育高产仔数大白猪新品系的研究[D];华中农业大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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2 李斯深;小麦产量性状QTL的分子标记定位[D];山东农业大学;2002年
3 于玲;小麦白粉病抗性相关候选基因克隆、特征分析、定位及表达研究[D];南京农业大学;2001年
4 马贵龙;小麦白粉病抗性基因分析定位及分子标记[D];沈阳农业大学;2003年
5 马守才;小麦多子房性状的遗传研究及AFLP分子标记[D];西北农林科技大学;2005年
6 孙晓丽;小麦抗白粉病基因的分子标记及白粉菌引发的细胞程序性死亡的相关研究[D];中国农业科学院;2006年
7 杨文香;Lr37、Lr44AFLP分子标记及124个小麦品种(系)抗叶锈基因鉴定[D];河北农业大学;2003年
8 谢皓;小麦外源抗白粉病基因的分子标记[D];中国农业大学;2005年
9 朱振东;小麦抗白粉病新基因的发现[D];中国农业科学院;2003年
10 孙果忠;小麦重要基因的分子标记实用性评价[D];中国农业科学院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许红星;小麦五个抗白粉病基因分子标记的建立[D];河南大学;2004年
2 高文娜;小麦抗锈基因的分子标记[D];西南农业大学;2003年
3 姬磊;氮离子注入诱变小麦的研究[D];西北农林科技大学;2005年
4 程颖;小麦抗条锈病基因分子标记的建立[D];中国农业大学;2005年
5 石运庆;V型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的分子标记[D];山东农业大学;2005年
6 李光蓉;小麦-偃麦草新种质的分子细胞学研究[D];四川农业大学;2005年
7 郭海江;抗病无核葡萄新种质创制及分子标记辅助育种[D];西北农林科技大学;2005年
8 刘成;梨抗黑星病基因的AFLP分子标记[D];中国农业大学;2005年
9 王丽娟;小麦抗条锈病基因YrSp的分子标记研究[D];中国农业科学院;2005年
10 许景升;小麦外源抗黄矮病基因相关片段的克隆和鉴定[D];河北师范大学;2003年
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