小麦抗白粉病基因同源序列的分离鉴定及分子标记的研究

【摘要】： 小麦白粉病是我国小麦的主要真菌病害之一，由白粉病菌(Erysiphe graminis DC)引起，近年来危害日趋严重。培育抗病品种是防治病害最为经济、安全和有效的措施，而抗病基因的研究则是抗病育种的基础。迄今为止，已报道小麦抗白粉病基因28个位点45个主效基因，分别定位在小麦不同染色体上，而且已找到了其中部分基因的分子标记。然而至今仍未有一个小麦抗白粉病基因成功克隆。本研究以携带Pm2、Pm4b和Pm16的小麦抗白粉病近等基因系为材料，应用基于同源序列的候选基因法，采用RT-PCR技术，对其进行筛选，并对其中部分cDNA片段克隆进行了染色体定位及表达分析。同时本研究以分别含有Pm2、Pm4b、Pm21基因的小麦抗白粉病近等基因系以及含有未知抗白粉病基因的复壮30为材料，利用已有的小麦SSR分子标记连锁图，筛选与上述基因紧密连锁的SSR标记。获得如下结果：1)从小麦基因组中分离到Mlo类、Mla类、NBS-LRR类表达基因序列，其在GenBank中的注册号分别为：AY084049、AF499035和AY084050。其中NBS-LRR类基因序列在抗感材料之间存在10个单碱基差异。根据第158位单碱基差异设计的引物在抗感材料间获得了差异片段。接种72hrs后RGA-11引物的扩增带消失，而引物RGA2的扩增片段明显大于接种前的扩增片段。推测经白粉病菌诱导后该基因mRNA的转录后拼接发生了变化。表明该基因参与了小麦的抗病反应。利用中国春缺体-四体系将克隆片段定位在小麦1D染色体上，证明其不属于Pm2基因。2)从小麦基因组中扩增获得了一NBS类基因的gDNA及cDNA克隆，其与Cre3基因的同源性达99％，但在抗感材料间不存在任何差异，无法断定其是否与抗病相关。3)应用RPW81C引物从小麦基因组中扩增获得了核糖基化因子基因片段，而且其与水稻ADP-核糖基化因子基因的同源性(92％)高于与小麦ADP-核糖基化因子基因的同源性(86％)。4)以分别含有Pm2、Pm4b、Pm21的小麦抗病近等基因系为材料进行SSR标记筛选。共筛选分别位于小麦5DS、2AL、6A及4D上的SSR引物50对，其中位于6AL上的引物WMC201及Xgwm570在抗、感池间存在扩增片段的差异，通过对(R43／5~*百农3217)近等基因系的F_2分离群体的检测，证明引物WMC201与Pm21基因所在的易位片段的遗传距离为27.1cM。