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《西北农林科技大学》 2008年
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小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记

王长有  
【摘要】: 小麦白粉病(Blumeria graminis f. sp. tritici)是影响小麦生产的重要病害之一。培育抗病品种是预防白粉病危害,保证小麦稳产、高产最经济、有效和安全的途径。抗白粉病种质创新和抗病基因发掘对于小麦白粉病基因源的多样化和抗白粉病育种具有重要意义。本研究以筛选的抗白粉病材料为抗性基因供体,采用抗性定向选择和生物技术方法,专门开展了抗白粉病种质创新,并对创新种质的抗白粉病基因进行了染色体定位和分子标记,旨在为小麦育种研究者提供新的抗白粉病亲本材料和发掘新的抗白粉病基因,结果如下: 1、以筛选的抗白粉病波斯小麦-小伞山羊草双二倍体Am9、抗白粉病兼抗条锈病野生二粒小麦AS846和小麦-簇毛麦易位系92R149为抗源,在组合“阿勃5B非整倍体/AS846”、“陕160/Am9//陕160”、“92R149/咸87(30)//小偃6号”后代,经抗病性定向选择,创制出农艺性状较好、抗白粉病新种质N9134和N9628-2,以及农艺性状好、兼抗白粉病和条锈病小麦新种质N95175。3个种质形态学已经稳定,细胞学鉴定结果均为2n=42=21Ⅱ。 2、4个感白粉病普通小麦品种与N9134杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N9134杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例除阿勃5BM×N9134组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N9134的白粉病抗性由1对位于“5B”染色体上的显性基因控制。通过66对SSR引物(其中SSR位点位于5B上的17对)对陕160×N9134 F2代抗感分离群体的92个单株和陕优225×N9134 F2代抗感分离群体的84个单株的检测,发现位于5B上的SSR位点Xgwm67在双亲间和抗感池间存在多态性,并与抗性基因连锁,遗传距离为20.6cM,表明抗病基因位于5B染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第5部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因初步定位在5BL。用Xgwm67对N9134及其相关亲本野生二粒小麦品系AS846和普通小麦阿勃分析表明,该抗病基因来源于AS846,与亲本抗病性鉴定结果吻合,它不同于已有抗白粉病基因,可能是一个新基因,暂命名为PmAS846。N9134、AS846和阿勃的HMW-GS的分析结果为,6+8亚基对来自于野生二粒小麦AS846,表明N9134的1B染色体含有AS846的遗传物质。用66对SSR引物对N9134及其相关亲本分析发现,2A和5B染色体上含有AS846的遗传物质,根据位于小麦5B染色体的SSR位点对应引物的分析结果,推断N9134的5B染色体上至少存在5个易位断点。 3、3个感白粉病普通小麦品种与N9628-2杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N9628-2杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代白粉病抗感比例除阿勃6AN×N9628-2组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N9628-2的白粉病抗性由1对位于6A染色体上的显性基因控制。通过110对SSR引物(其中SSR位点位于6A上的30对)对陕160×N9628-2 F2代抗感分离群体142个单株的检测,发现位于6A上的SSR位点Xwmc553和Xwmc684在双亲间和抗、感池间有特异性,并与抗性基因连锁,遗传距离分别是10.99 cM和7.43 cM,表明抗病基因位于6A染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第6部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因定位在6AS。用Xwmc553和Xwmc684对N9628-2及其相关亲本Am9、普通小麦陕160、波斯小麦品系PS5和小伞山羊草品系Y39分析表明,抗病基因可能来源于小伞山羊草品系Y39,它不同于已有抗白粉病基因,可能是一个新基因,暂命名为PmY39-2。4、4个感白粉病普通小麦品种与N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代白粉病抗感比例除阿勃6AN×N95175组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N95175的白粉病抗性由1对位于6A染色体上的显性基因控制。通过Pm21的SCAR标记及Yr26的SSR标记Xgwm11和Xgwm18对N95175及其亲本92R149、咸87(30)和小偃6号分析,在N95175中扩增出与92R149相同的SCAR标记条带,而在感病亲本咸87(30)和小偃6号中没有扩增出该条带。Xgwm11和Xgwm18在N95175的扩增产物与抗条锈病亲本92R149相同,与2个感病亲本不同。结果表明,导入到N95175的抗白粉病基因和抗条锈病基因分别为Pm21和Yr26。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S512.1

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【参考文献】
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