玉米肿囊腐霉茎基腐病抗性基因的分子标记研究及其初步定位

【摘要】： 玉米茎基腐病是全球性病害，在我国玉米主产区也很常见，且呈上 升趋势，造成严重减产。本研究利用分子标记技术，在DNA水平上研 究抗病自交系携带的玉米肿囊腐霉茎基腐病抗性基因，寻找与玉米茎基 腐病抗性基因连锁的分子标记，进而确定它们在染色体上的位置，这对 于借助分子标记开展辅助育种，提高育种效率和进行定位克隆，最终克 隆基因，具有重要意义。 本研究采用1145×Y331的F_2分离群体为实验材料，1145为抗病亲 本，Y331为感病亲本。玉米茎基腐病病原菌为肿囊腐霉（Pythium inflatum Malthews）。应用RAPD标记技术，结合集群分离分析的方法（BSA）寻 找与玉米肿囊腐霉茎基腐病抗性基因连锁的分子标记。主要结果如下： 1、选取Operon公司的Kit A-Z共520个10bp碱基的随机引物对亲本和 抗感病近等基因池进行筛选，145个能在两亲本之间扩增出多态性，40 个引物在抗病池和感病池之间能扩增出多态性。通过多次重复及分 析，其中11个引物能够产生在亲本之间与池之间表现一致的差异带。 即OPA04、OPF09、OPF15、OPI16、OPR05、OPS01、OPS08、OPT12、 OPU10、OPU16、OPZ19。 2、以11个多态性引物对F_2群体60个单株进行RAPD分析，发现 OPZ19_(1500)、OPR05_(1033)、OPA04_(880)、OPF09_(1100)、OPS08_(653)、OPU16_(1000) 与肿囊腐霉茎基腐病抗性基因连锁。其中OPZ19的重组率为16.6％， OPA04的重组率为10％，OPF09_(1100)的重组率为8.3％。 3、将上述6个片段分别回收，克隆在pGEM-T Easy Vector载体上，分 别以克隆子质粒为探针，对F_2分离群体的亲本DNA进行RFLP分析， 结果表明：OPA04_(880)。为多拷贝序列，OPR05_(1033)、OPU16_(1000)为重复顺 序，无法用于定位。OPZ19_(1500)为单拷贝序列，可以用于染色体定位。 4、以杂交组合S3×Mo17的F_6代RILs为定位群体对OPZ19_(1500)进行定 位，结果表明：OPZ19_(1500)和isu120，isu36，isu97，csu294在同一个连锁 群中，这几个标记（锚定标记）都已知位于第4染色体上，所以OPZ19_(1500) 必定在第4染色体上，而玉米肿囊腐霉茎基腐病抗性基因与OPZ19_(1500) 连锁，因此也必定位于第4染色体上。 5、本文首次命名玉米肿囊腐霉茎基腐病抗性基因，为Rpil基因，并完成 其染色体定位。