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小麦农家品种抗叶锈基因检测及W014204成株抗叶锈和条锈QTL分析

徐新玉  
【摘要】:小麦锈病是危害我国小麦产量的主要病害之一。自建国以来,小麦叶锈病与条锈病均发生过多次病害流行,造成了严重的经济损失。目前,防治该病害最为经济、健康和有效的方式是种植抗病品种。本研究主要包括小麦农家品种抗叶锈性基因鉴定和小麦品种W014204成株抗叶锈病、条锈病QTL分析两个部分:第一部分,在苗期利用19个不同毒力的叶锈菌生理小种,接种36个含有已知抗叶锈基因载体品种和待测小麦品种,根据载体品种对不同叶锈菌生理小种的反应型,推导待测品种中可能含有的抗叶锈病基因。同时利用与已知抗叶锈病基因紧密连锁的分子标记,验证基因推导结果。成株期接种强毒力的叶锈菌混合生理小种,田间调查严重度与普遍率,根据国家行业标准筛选出慢锈性品种。综合基因推导与分子标记检测两种方法,在71份小麦农家品种中共检测到8个抗叶锈病基因。其中,5个品种含有Lr1;1个品种含有Lr10;1个品种含有Lr13;1个品种含有Lr14b;8个品种含有Lr26;17个品种含有Lr34;5个品种含有Lr37;20个品种含有Lr46。综合两年田间调查数据,共筛选到27份慢锈性品种。第二部分,W014204为CIMMYT引进品种,在田间对小麦叶锈病与条锈病均有良好的抗性,因此推测该品种中含有成株抗锈性基因,并对其进行抗锈性QTL定位将以W014204为母本,感病品种郑州5389为父本,采用单粒传法构建的含有214个家系的RIL群体,分别于2015-2016年度、2016-2017年度种植于河北保定及四川绵阳试验田,以及2018-2019年度种植于四川绵阳试验田,人工接种条锈菌混合生理小种,并调查最终严重度。另一方面于2018-2019年度种植于河北保定和河南周口试验田,人工接种叶锈菌混合生理小种并调查最终严重度。利用SSR标记与SNP技术对整个群体进行基因分型,结合田间数据,利用Map Manager QTXb20和QTL Icimapping 4.0软件进行遗传图谱的构建与QTL分析。本研究共定位到5个QTL位点,其中位于1BL上的QTL位点兼抗叶锈病与条锈病,解释了 9.7%-16.2%的表型变异,经检测该位点为Lr46/Yr29;位于2A染色体上的抗条锈QTL位点,在3个条锈环境中检测到,解释了6.4%-7.6%的表型变异,经分析可得该位点为新的成株抗条锈QTL位点;位于2BS染色体上的抗叶锈QTL位点,在2个叶锈环境中检测到,解释了 8.8%-14.2%的表型变异,经分析可得该位点为Lr48;位于5BL染色体上抗条锈QTL位点,在3个条锈环境中检测到,解释了 6.7%-7.2%的表型变异,该位点是否为新的抗条锈QTL位点需进一步验证:位于5BL染色体上抗叶锈QTL位点,在2个叶锈环境中检测到,解释了 8.4%-9.7%的表型变异,经分析可得该位点为新的成株抗叶锈QTL位点。综上,本研究在71份小麦农家品种中共检测到8个已知抗叶锈病基因,筛选得到27份慢锈性品种,可为今后抗源的选择和利用提供依据;在W014204/郑州5389RIL群体中定位到5个成株抗叶锈和条锈QTL位点。经分析,有2个为新的成株抗锈性QTL位点,可为今后精细定位与图位克隆奠定基础。


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