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辣椒抗疫病相关基因的分析及QTL定位

易图永  
【摘要】: 辣椒疫病,是辣椒上的一种毁灭性病害,除了引起大面积死秧外,还可造成叶片枯萎、果实腐烂、茎杆出现坏死斑等多种症状,成为影响我国辣椒生产的主要障碍。由于辣椒疫病的病原菌能在土壤中长期存活,并且适宜于辣椒生长的温湿度也非常适合于疫霉菌的生长和繁殖,因此辣椒疫病常暴发流行。另外辣椒疫病的病原菌易发生变异,导致耐(抗)药菌株的产生,药剂防治的效果也不理想,对辣椒疫病的防治措施中最重要的一项工作就是选育抗病品种。多数学者认为辣椒对疫病没有免疫品种,对疫病的抗性遗传规律也相当复杂,是由多基因所控制的数量性状。因此,抗疫病相关基因的标记、定位,是辣椒分子标记辅助选育抗病品种的关键步骤。 本研究以国内的抗疫病品种93-100-17-1-0和感疫病品种茄门为主要研究材料,以分析辣椒抗疫病相关基因为主线,通过抗病基因保守区域设计简并引物进行PCR、mRNA差异显示技术,以及利用AFLP分子标记技术构建分子连锁图谱,从组成型、诱导型和QTL定位等多角度研究辣椒抗疫病的相关基因,获得如下主要结果: 1.根据比较离体叶片接种法、切茎接种法、游动孢子灌根接种法,这3种接种方法在93-100-17-1-0、93-100-1-1、perennial、SCM334、茄门、伏地尖椒、灯笼椒、Yolo Wonder等8个辣椒品种(品系)上的抗病性反应,发现这3种接种方法均可用于辣椒品种抗疫病性状的鉴定,可以根据需要选择适宜的接种方法,并且93-100-17-1-0的抗病性最强,93-100-1-1、perennial、SCM334为高抗品种,灯笼椒为中抗品种,茄门、伏地尖椒、Yolo Wonder则为感病品种。 2.以抗病基因的保守区域为基础设计简并引物,对93-100-17-1-0、93-100-1-1、perennial、SCM334、茄门、伏地尖椒、灯笼椒、Yolo Wonder、CV98等9个辣椒品种(品系)的基因组DNA进行PCR扩增,分析辣椒组成型抗疫病相关基因。经测序分析,发现有5个抗病基因同源序列(RGA)的序列(B41、B43、B54、B61、B93)的最长ORF编码150个氨基酸以上,只有4个序列(B513、B64、C22、C36)的最长ORF编码80个氨基酸以下,其余序列的最长ORF编码的氨基酸介于80~150个之间。将所有的序列发送到GenBank,均被收录,基因库登记号为AY125911、AF492473、AF513548、AF513549、AF525124—AF525153。所得扩增片段的核苷酸序 列经BLAST分析,发现引物B和引物C所扩增的片段大多数与植物的抗 病性状有关,且与番茄、马铃薯、烟草的抗病基因或抗病基因同源序列有 较高的一致性。 3.一端用锚定弓物OligO(dT)15A、OligO(dT)15C、OligO(dT)15G,另一端用根据 已克隆的植物抗病基因的保守区域设计而成的简并引物B;、C;、D;,用 mRNA差异显示技术,分析诱导型辣椒抗疫病相关基因的表达。得到了两 个有差异表达的片段Oligo(d )15CDI 和Oligo(d )15ADI。经BLAST分析, 在基因库中找到了OligON 片段有较高的同源性的一个番茄的BAC 克隆,该克隆为番茄的一个表达序列标签。 4.以我国种质资源抗病品种 93八 0017八0、感病品种茄门的杂交后代建立了 国内第一个用于分析辣椒抗疫病相关基因的FZ群体,通过遗传分析和卡 方检验,证实杂交后代的抗疫病性状并不符合3:l 的分离规律,表明 931 刁 八心的抗疫病性状是由寡基因或多基因所控制的。采用 AFLP分 子标记,构建了一个含 46个标记位点J 个连锁群、覆盖长度为 13 sl石。M、 每个标记间的平均距离是 3 0刀cM的国内第二张辣椒分子连锁图谱。并在 此基础上,得到多个与辣椒抗疫病性状相关的QTL位点,将这些位点定 位在第1、第2、第5、第7、第8条连锁群上。这些位点均能解释表型变 异率达64%以上。其中最有意义的是位于第5条连锁群上128~132。M间 的QTL位点,从感受性、诱导稳定性这3个方面进行QTL分析均能证实 该位点的存在,区间约为4cM,且能解释表型变异率68%左右。


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