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《华中农业大学》 2010年
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两个马铃薯晚疫病水平抗性轮回群体的构建

姚春光  
【摘要】:马铃薯(Solarium tuberosum L.)是茄科茄属多年生草本植物,是世界也是我国第四大粮食作物。马铃薯生产的一个最主要的障碍是由致病疫霉(Phytophthora infestans (Mont.) de Bary)引起的马铃薯晚疫病。实践证明,防治晚疫病最经济有效的方法是培育抗病品种。马铃薯对晚疫病的抗性有两种,即水平抗性和垂直抗性。马铃薯的垂直抗性易被病原菌克服而逐步丧失,水平抗性才具有持久性。因此,世界范围的马铃薯抗晚疫病育种目标已转向了利用多基因控制的非特异性、抗性持久的水平抗性上,其中最核心的目标就是水平抗性材料和品种的选育。而另一个方面,现有种质资源的遗传背景相对狭窄,不突破狭窄背景的约束,很难获得突破性的材料。 本试验以从国际马铃薯研究中心引进的27份B3C1群体材料为亲本,通过群体内的混合授粉和与国内种质资源授粉,用轮回选择法进行改良,预期获得两个目标群体,这两个群体在性状上一方面要提高B3C1群体的晚疫病水平抗性,另一方面要改良群体的适应性和丰产性,如熟期、结薯习性等。与此同时,通过分子标记辅助背景选择,使得目标群体能够充分保留B3C1群体中丰富的遗传背景。主要结果如下: 1.应用混合花粉授粉,一共成功获得17个B3C2群体组合,11243粒实生籽;19个改良的B3C2群体组合,6235粒实生籽。以此为基础,通过实生苗世代、无性代、二代等田间试验,田间选留了127个B3C2群体候选单株,78个改良的B3C2群体候选单株。结合田间选择、晚疫病抗性接种鉴定和分子标记辅助选择,最终确定了两个群体容量分别为55和50的目标群体——B3C2群体和改良的B3C2群体。 2.检测田间选留的群体候选单株的AFLP分子标记,根据标记带型,用ClusterProject软件将130个B3C2候选群体单株根据AFLP标记带型聚成24大类(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,…,ⅩⅪⅤ),29小类;78个改良的B3C2群体候选单株聚为19大类(Ⅰ,ⅡⅢ,…,ⅪⅩ),22小类。用QGAStation软件的“核心种质资源”方法,结合聚类图和晚疫病抗性鉴定结果,初步确定了两个核心样本群体,这两个核心样本群体是最终目标群体的骨架。 3.通过连续3年的晚疫病抗性离体鉴定结果,亲本B3C1群体中中抗及抗性株比率是70.4%。而两个目标群体田间选留材料的中抗株系比例达到了68.9%和85.2%,根据分子标记信息软件分析初步选留的两个目标群体材料的晚疫病中抗以上的植株比例分别是61.5%和85.5%。针对B3C2群体材料抗性下降的现象,调整候选材料,将初步入选群体的抗性水平较低的材料用聚类时同类的材料替换,调整之后,晚疫病中抗以上的植株比例上升到了75.5%。至此,最终确定了入选目标群体的材料单株。 4. AFLP分子标记检测发现,在实验检测的457个条带中,有148个为单态性的条带,这些条带在目标群体中均能出现,出现率达到了100%,但是有相当部分条带在目标群体中不再呈现为单态性条带;其余的309条多态性条带,B3C2群体和改良的B3C2群体分别可以扩增272条和267条,重现率分别达到了88.0%和86.4%,该比例达到了预期不低于85%的标准。而调整抗性材料替换感病材料进入B3C2群体使得目标群体损失了6条多态性条带,但两个群体最终保留了原始群体遗传多样性86%以上。 5.从农艺性状上看,B3C2群体和改良的B3C2群体保持了原始群体的性状多样性,而株型和长势得到明显改良(株型紧凑,长势适中),匍匐茎在缩短,结薯更加集中;两个群体的生长期较B3C1分别缩短了8天和10天,熟性提早。同时也该看到,对于产量性状选择而言,目标群体并没有很大的改观。 6.用B3C1群体材料和田间初选群体材料与国内马铃薯品种(系)资源进行配组杂交,对获得的杂种后代用常规的系谱法选择,初步筛选到了一些优良株系进入育种的高代。对这些材料的进一步鉴定和选择,有望获得表现优异的株系作为育种的资源或者候选的品种,初步将引进群体和目标群体加以应用。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S532

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【参考文献】
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