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中间偃麦草抗白粉病基因向小麦的转移和鉴定

刘树兵  
【摘要】: 在中间偃麦草与普通小麦烟农15的杂交后代中,采用细胞遗传学与分子细胞遗传学相结合的方法,结合形态学和抗病性鉴定,进行中间偃麦草抗白粉病基因的鉴定、转移、利用及分子标记研究,获得以下研究结果。 1.在烟农15与中间偃麦草杂交的BC_1F_5和BC_3F_4代中,通过根尖有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ观察选出4个2n=56,PMC MI染色体构型为28Ⅱ的八倍体小偃麦;14个2n=44,PMC MI染色体构型为22Ⅱ的双体异附加系:3个2n=43,PMC MI染色体构型为21Ⅱ/1 Ⅰ的单体异附加系:1个2n=42,PUC MI染色体构型为21 Ⅱ的异代换系。经白粉病人工接种鉴定,从中选出了一个抗白粉病的八倍体小偃麦990256,四个抗白粉病异附加系E99006、E99009、E99010、E99015-8、一个抗白粉病异代换系E99018。 2.生化鉴定结果表明,八倍体小偃麦990256可能与已选育的八倍体小偃麦中1、中2、中3、中4、中5等含有的外源染色体不完全相同;分别以小麦基因组DNA、假鹅冠草DNA和长穗偃麦草DNA为探针进行原位杂交鉴定证明,小偃990256所含有的中间偃麦草染色体基组是由中间偃麦草的10条J组染色体和4条E组染色体构成的混合基组。 3.分别以假鹅冠草DNA和长穗偃麦草DNA为探针进行鉴定表明,本研究获得的四个异附加系都是在普通小麦遗传背景中增加了一对中间偃麦草的E组染色体而形成的,异代换系E99018则是由一对相同的E组染色体代换了一对普通小麦烟农15的染色体而产生的。利用抗白粉病异附加系与感病品种烟农15和中国春杂交,对其F_2染色体数和抗病性分离的调查分析进一步证明,抗病基因位于中间偃麦草染色体上。利用30个抗白粉病基因的鉴别寄主及21个白粉病菌毒性生理小种对八倍体小偃麦990256和异附加系E99006进行抗病基因的推导鉴定结果表明,它们的抗白粉病反应与已发现的抗白粉病基因不同,说明在中间偃麦草的E组染色体中携有一个新的抗白粉病基因。 刘树兵 中间僵麦草抗白粉病基因向小麦的转移和鉴定 4.利用中国春Phlb突变体与抗白粉病异附加系E99009杂交,对F;的染色体构 型进行了观察,并利用Phlb突变体进行回交,在后代中通过PMC MI染色体构型分 析,筛选出抗白粉病小堰麦易位系G026-4,原位杂交结果证明该易位系涉及了一个 较大染色体片段的易位,另有一批抗白粉病材料正在鉴定中。 5.利用含离果山羊草3C杀配子染色体的异附加系与抗白粉病异附加系E99006 杂交,在 F;PMC AI、A 11观察到大量落后染色体和染色体断片,在四分体中发现大 量微核。在F。、F.;代结合细胞学、抗病性和原位杂交鉴定,选育出抗白粉病易位系 G007-二* 和异代换系G0lll及一批正在选择鉴定的抗白粉病材料。 6.对选育的异附加系、异代换系进行SSR标记研究发现,引物Xm135能在四 个异附加系及异代换系中扩增出一条中间惬麦草的特异带,利用异附加系E99006与 烟农15杂交F。中选出的抗白粉病单株进行验证表明,所有的抗白粉病单株均含这条 中间僵麦草的特异带,说明它是一个与中间惬麦草的抗白粉病基因有关的SSR标记。 RAPD分析表明,在80个供试引物中,引物0PF01、0PF05分别在异附加系和异代换 系中扩增出一条烟农15所没有的中间僵麦草特异带,表明它们也是与中间僵麦草抗 白粉病基因有关的 RAPD标记。另有部分SSR和 RAPD引物揭示出异附加系之间及其 与普通小麦亲本间存在一定的差异,表明他们遗传背景中的小麦染色体可能发生了 一定程度的变异。


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