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玉米穗粒腐病穗轴及籽粒抗性遗传研究

孙小东  
【摘要】: 玉米是世界上重要的粮食作物和饲料作物之一,抗病性的提高是最近几年玉米产量提高的根本原因。玉米穗粒腐病在世界各玉米种植区都有发生是玉米病害中重要的一种,并成为玉米的主要病害之一。国内外学者把玉米穗粒腐病的抗性分为子粒抗性和花丝抗性,并对子粒抗性和花丝抗性做了大量研究。鉴于穗轴是病原菌侵染子粒的一条途径,又是源端物质进入库端(子粒)的主要通道,同时目前玉米机械化生产对健康坚硬穗轴的需要,我们认为在玉米穗粒腐病发展过程中穗轴抗性也是很重要的,并对它展开研究。从玉米实际生产出发,课题组在分离、纯化河南地区优势菌以及抗源筛选的基础上,利用穗轴和籽粒都极抗亲本BT-1和穗轴极感亲本熊掌、穗轴和籽粒都极感亲本西502,组配出的六个世代以及BT-1和熊掌的F2:3家系,开展了串珠镰刀菌引起的玉米穗粒腐病抗性遗传研究(包括串珠镰刀菌引起的玉米轴腐和粒腐),通过连续多年、多个地点、多个不同背景的群体的田间表型研究和室内微卫星分子标记分析,主要取得了以下主要结论: 1、穗轴抗性 利用BT-1和熊掌的F2群体、F2:3家系以及BT-1和西502的F2群体对玉米穗粒腐病穗轴抗性进行遗传研究和主效抗病QTL的分析,确定出穗轴抗性是多个抗病位点共同作用。利用BT-1和熊掌的F2群体、F2:3家系把穗轴抗性主效QTL定位在玉米的第2、3染色体上,其中第3染色体上的效应值最大,对穗轴抗性的贡献率也达到16.95%。这两个群体在不同的年份检测结果一致,从定位的效果分析得知F2:3的表型鉴定结果比F2的结果更加确切。 利用BT-1和西502的F2群体对玉米穗粒腐病穗轴抗性研究,在第2染色体上检测到主效抗性QTL位点,贡献率达到24.21%。结果与BT-1和熊掌的F2群体、F2:3家系在第2染色体上的定位结果一致。穗轴抗性主效抗病QTL的研究利用了同一个抗病亲本不同感病亲本的多个群体多个重复不同的年份得到基本一致的结果,为实验的结果是真实可靠性提供支撑,为下一步精细定位和克隆主效抗性位点奠定基础。 2、籽粒抗性 利用BT-1和西502的F2群体对玉米穗粒腐病籽粒主效抗性QTL进行定位分析,其中一个主要的籽粒抗病主效抗性QTL定位在第4染色体上,贡献率达到24.51%。课题组同时还利用BT-1和籽粒极感病的亲本N6构建RIL,利用重组自交系群体对玉米穗粒腐病籽粒主效抗性QTL进行多年、多点、多个重复表型鉴定和QTL定位分析,定位结果和利用BT-1和西502的F2群体的籽粒抗性的定位结果一致都是定位在第四染色体上。由不同群体不同材料对玉米籽粒抗性的定位结果稳定一致,证实了在玉米的第4染色体上确实存在一个控制玉米穗粒腐病籽粒抗性主效QTL位点。


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