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中国葡萄属野生种抗病性及抗病基因RAPD标记作图研究

万怡震  
【摘要】: 2001年和2002年以中国葡萄属野生种13种共67个株系和欧洲葡萄11个品种为试材,利用田间自然鉴定法,研究和分析了中国葡萄属野生种对白粉病和霜霉病的综合抗性;观察了葡萄白粉病和霜霉病的田间病症发展过程,分析、推测了野生葡萄抗霜霉病的主要机制;分别以88-110组合(83-4-96×粉红玫瑰)、86-2组合(五月紫×广西-2)的亲本和F_1植株为试材,以田间自然鉴定结果为依据,分析了葡萄种间杂种对白粉病和霜霉病的抗性及其遗传趋势;利88-110组合F_1群体为试材,运用BSA法,以“双假测交”为理论依据,利用RAPD多态性谱带和18bp扩增的多态性谱带,对抗葡萄白粉病主效基因、抗霜霉病主效基因、抗炭疽病主效基因、抗白腐病主效基因进行了分子遗传作图与定位研究;以“88-110”组合F_1群体为试材,利用18bp引物和RAPD扩增的多态性带和形态标记,对葡萄种间基因组进行了分子遗传作图研究。主要结果如下。 中国野生葡萄13个种中,抗白粉病和抗霜霉病的种分别为8个和5个,各占61.54%和38.4%;对两种病害均有抗性的种有3个(分别为秋葡萄、复叶葡萄和瘤枝葡萄);总体来看,中国野生葡萄抗白粉病而感霜霉病;但野生葡萄对两种病害的抗性均比欧洲葡萄强。野生葡萄对两种病害的抗性,种间和株系间均存在抗性差异,株系间对霜霉病抗性的差异比对白粉病的大。 从田间发病来看,野生葡萄开始表现白粉病症状比欧洲葡萄晚10—15天,且前者症状比后者轻。根据田间病害流行初期到流行中后期的观察结果,可将葡萄植株霜霉病病症表现分为4类,大多数野生葡萄病症表现为:开始发病较轻,中后期逐渐严重;植株所有叶片均可感病,但幼叶更易感病;形成坏死斑,坏死斑边缘有病菌分布;病害流行初、中期引起落叶轻、后期重。通过分析田间症病表现和田间自然鉴定结果,可将野生葡萄抗霜霉病的主要机制分为4类,其中大多数野生葡萄的主要抗病机制为:对病原菌的入侵有一定的抗性,但抵抗病原菌在其体内扩展的能力较差或差。 在白粉病抗性遗传方面,“抗病×感病”组合“88-110”F_1代出现1:1比例分离;“感病×感病”组合“86-2”F_1代出现了11.29%的抗性单株。在霜霉病抗性遗传方面,2个杂交组合均为“抗病×感病”类型,后代均符合1:1比例分离。2个杂交组合后代对2种病害抗性,均出现了超亲类型,带有数量性状的特征,因此,葡萄白粉病的抗性遗传和霜霉病的抗性遗传均是由一对主效基因和若干微效基因共同作用的结果,野生葡萄亲本比欧洲葡萄品种有较强的遗传优势。 以88-110组合亲本“83-4-96”和“粉红玫瑰”为模板,444个10bp随机引物中 有341个引物能在亲本间扩增出差异条带;然后以341个随机引物和12个18bp引物 分别以葡萄白粉病、霜霉病、炭疽病和白腐病的抗性材料混合样和感病材料混合样为 模板进行扩增,扩增出符合1:1比例分离的差异条带用于抗病基因定位与作图研究。 抗葡萄白粉病基因图谱由39个RAPD标记组成,形成7个连锁群,共覆盖603.3cM, 标记间平均距离15.IcM,最小距离2.IcM,最大距离30.6cM,抗白粉病主效基因(Unci) 位于第2连锁群上,与之最近的两个标记为W05一1 1 00(4.2eM)和005一1450(7.6eM); 抗葡萄霜霉病基因图谱由38个标记组成,形成6个连锁群,共覆盖594.5cM,标记 间平均距离15.2cM,最小距离1.ocM,最大距离36.6cM,抗霜霉病主效基因(Plv) 位于第2连锁群上,与之最近的标记为GRll一1100(l.oeM)、006一1500(2.leM)和 v09一780(6.4cM);抗葡萄炭疽病基因图谱由36个标记组成,形成7个连锁群,共覆 盖sl4.3eM,标记间平均距离13.geM,最小距离2.leM,最大距离32.6eM,抗炭疽 病主效基因(Gl。)位于第1连锁群上,与之最近的标记为AJ06一l900(5.5cM)、 GR7一1 800(9.leM)和Aos一700(zo.ZeM);抗葡萄白腐病基因图谱由13个标记组成,可 形成2个连锁群,共覆盖195.IcM,标记间平均距离15.OlcM,最小距离2.ocM,最 大距离24.4cM,抗白腐病主效基因(Ced)位于第1连锁群上,与之最近的标记为 5 14一1600(4.2eM)和AY18一1800(6.leM)。 经测序,抗白粉病基因标记wOS一1 100全长为1 0 1 gbp,该序列有79个限制性内 切酶位点。该标记已成功登录GenBank,登录号为:AY328908。 用3个18bP引物扩增的多态性标记、221个RAPD标记和3个形态标记,对88一110 组合进行葡萄种间基因组作图。母本图谱由139个标记组成,分布在13个连锁群中, 覆盖1984.3cM;父本图谱由119个标记组成,分布在14个连锁群中,覆盖1482.3cM。 抗葡萄白粉病主效基因、抗霜霉病的主效基因、抗炭疽病主效基因和抗白腐病主效基 因分别分布于不同的连锁中(分别在FMZ、FM4、FM6和FM7连锁群上)。


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