小麦外源抗黄矮病基因Bdv2的标记开发及对突变体的鉴定

【摘要】： 小麦黄矮病(wheat yellow dwarf disease,WYD)是小麦的主要病害之一,是由蚜虫传播的大麦黄矮病毒(BYDV)引起,常造成巨大损失。小麦的近缘种一中间偃麦草对大麦黄矮病毒具有高度抗性,已至少包含三个抗黄矮病基因,分别定位于7St、7E、和2Ai-2染色体上。其中有一个基因被精确定位在中间偃麦草7X(St)染色体长臂端部,被命名为Bdv2。通过远缘杂交与生物技术已将中间偃麦草的黄矮病抗性基因(Bdv2)导入普通小麦基因组,选育出抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系HW642等。为了检测追踪通过远缘杂交导入小麦背景的外源染色体,使用含外源染色体的附加/易位系及其亲本材料,基于小麦第七群已定位EST,开发外源染色体特异的EST-PCR标记,旨在快速有效地追踪和检测与小麦第七同源群抗黄矮病基因相连锁的标记,本试验共设计了75对基于定位在小麦第七同源群染色体上的EST引物,在AGE-PAGE-SSCP分离扩增产物,筛选出中间偃麦草抗黄矮病7XL染色体特异标记14对(比率是18.7%),标记开发结果表明,利用小麦已定位EST开发小麦近缘种特异的EST-PCR标记是可行的。而且这些EST-PCR标记不同于中间偃麦草2Ai-2染色体抗黄矮病基因,14个EST-PCR标记与Bdv2相连锁的那条特异带已经克隆测序并通过序列分析,结果指出这些特异带的序列信息显示了很高的同源性与原始wEST的序列,BLAST结果也显示了这些序列分别编码蛋白激酶P450,中心蛋白(RCA),转导蛋白(G-蛋白亚基)和假定的蛋白。 因携带Bdv2的中间偃麦草染色体片段与小麦部分同源染色体亲缘关系远、很难发生交换分离,难以精细定位Bdv2与分子标记之间的遗传距离,分离抗黄矮病基因非常困难。然而,创造不同类型的抗黄矮病基因Bdv2感病突变体,可为Bdv2、分子标记精细定位、Bdv2基因分离和研究Bdv2介导的抗黄矮病机制提供坚实的材料基础。本试验采用两种诱变方法获得突变群体,一种是化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Eethyl methane sulfonate)EMS诱变处理小麦HW642种子,另一种60Co-γ辐射诱变小麦HW642雌配子成熟期(开花前2~3天)进行成株辐射,后与普通小麦杂交,将获得的M2代材料接种毒蚜BYDV-GAV,进行了生物学性状与一些农艺学性状的鉴定,并对M2代接种进行表型感病鉴定,EMS表型发病变异率约为13.7%,在分子水平上,检测突变频率是7.3%;60Co-γ表型发病变异率约为10.7%,在分子水平上,检测突变频率是58.3%。部分感病突变体通过基因组原位杂交得到了进一步验证,本研究所构建的两个突变体库有望有效的应用于小麦抗病功能基因研究和小麦遗传改良中。