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小麦抗麦红吸浆虫主效QTL定位及抗性位点来源分析

张力菁  
【摘要】:麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Gehin)是影响小麦产量的重要害虫。选育抗虫品种是控制吸浆虫为害的最为经济、有效的措施。分子标记辅助选择(MAS)育种方法的出现可大幅提高小麦抗虫育种的效率,有利于实现小麦品种抗虫性与其他优良农艺性状的聚合与同步改良。目前,国外对麦红吸浆虫的研究主要集中于对春小麦抗虫性基因的研究。在国内冬小麦品种中,本课题组发现了一些抗虫相关位点,但受标记数量和标记密度的制约,所开发的连锁标记在对小麦吸浆虫抗性的辅助选择的应用中还很有限,因此应该继续挖掘新的抗虫基因资源,开发有效的功能标记应用于育种。本研究以两个重组自交系群体为材料,以选择群体和完整群体结合SNP标记与SSR标记构建遗传图谱,定位小麦抗吸浆虫相关的主效QTL,筛选出与抗吸浆虫基因紧密连锁的分子标记用于分子育种,并根据抗虫品种的系谱,寻找抗虫区段的来源。主要的研究结果如下:1.利用两个不同组合的RIL选择群体对小麦的吸浆虫抗性进行了 QTL定位分析,共得到了 7个与抗虫性相关的QTL位点,其中两个群体中4A染色体上的主效QTL位点效应值高、稳定性好,且在4A染色体上的物理区间存在重叠。经比较分析,将抗虫主效QTL位点定位于4A染色体长臂上SNP标记AX-109543456和AX-108942696之间,对应的物理区间为4.9Mb(703434395-708327301bp)。根据基因功能注释,在该定位区间内存在9个可能与抗虫功能相关的基因。2.利用完整群体对小麦吸浆虫抗性基因进行QTL定位分析,也同样检测到了位于4A染色体上的主效QTL,位于EST和SSR标记E1-2和hs270之间共2.8Mb(704444188-707248000bp)的区间内,该区间包含于选择群体中定位到的4.9Mb抗虫区间内,因此利用选择群体和完整群体都可以对主效QTL进行定位,而且选择群体所需成本低。3.通过对65个系谱品种进行系谱和遗传分析,发现抗虫亲本河农215和冀麦24的抗虫基因是相似的,且这两个品种中的抗虫基因很大程度上是来自品种西农6028。另外,西农6028、南大2419和洛夫林10号在QTL区间内含有相似的抗虫位点,物理区间(704444188bp-707831859bp)内的抗虫位点传递能力强。综上,本研究通过对两个选择群体和一个完整群体进行抗虫QTL定位分析,分别检测到7个和6个抗虫性QTL,并将主效QTL定位于4A染色体长臂4.9Mb(703434395-708327301bp)的区间内,通过对区间内的基因进行功能注释分析,发现9个基因可能与抗虫性相关;通过系谱分析发现两个抗虫亲本(河农215和冀麦24)的抗虫性位点是相似的,抗虫位点很可能来源于西农6028。


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