中国小麦品种中抗叶锈基因的基因定位和等位性检测

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1、河北农业大学博士学位论文中国小麦品种中抗叶锈基因的基因定位和等位性检测姓名：周悦申请学位级别：博士专业：植物美丽学指导教师：刘大群；李在峰20120526摘要由小麦叶锈菌(Pucciniatriticina)弓]起的小麦叶锈病是很多国家严重的小麦病害。它对环境的适应性较强，在种植小麦的地区都可以发病，可以造成重大的损失。随着全球气候变暖，未来的温度条件将会更加适合小麦叶锈病的发生和流行。实践证明，利用抗病品种是防治小麦叶锈病最为经济有效的措施。要想利用抗病基因控制叶锈病，必须持续不断地发掘和标记小麦抗叶锈新基因。小麦抗锈基因的分析方法很多，可以依据不同的研究目的和试验条件

2、等来选择合适的方法。实践证明，EST标记和SSR标记在小麦抗叶锈基因的辅助育种工作中是非常有效的。小麦品种周8425B于1984年培育出至今在中国麦区对小麦叶锈、条锈和白粉病仍有抗性，在之前的研究中，我们定位了周8425B中的一个显性抗叶锈病LrZH84，同该基因紧密连锁的SSR标记gwm582和barc8遗传距离分别为3．9cM和5．2cM，本研究中利用EST和STS标记在周8425B和中国春杂交得到较大的F2群体中对LrZH84进行了精细定位，并对LrZH84附近的抗叶锈基因进行了等位性检测；小麦品系天95HF2和SW8588具有良好的综合农艺性状，但其所携带的抗叶锈

3、基因尚不清楚，需要进一步试验以确定其所含有小麦抗叶锈病基因。本研究利用基因推导、抗病性遗传分析以及分子标记技术对天95HF2和SW8588的抗叶锈基因进行鉴定。主要取得以下成果：1．用叶锈菌T舯对抗病亲本周8425B、感病亲本中国春及其杂交后代2086株F2单株进行抗性鉴定与统计分析，结果表明，周8425B对THlT的抗性由单个显性基因控制；用70对EST引物对两亲本及抗感池进行筛选，发现3个EST标记BF474863、BE497107和CD373538同LrZH84紧密连锁，遗传距离为0．7cM到1．7cM，在LrZH84两侧最近的两个EST标记为BE497107-1B

4、和BF474863—1B，遗传距离分别为0．7cM和0．7cM。2．根据EST标记BF474863的PCR扩增片段序列设计了一个STS标记Hbsf-1。它在抗病亲本以及抗池中都扩增出了预期的1006bp的特异条带，且DNA比对显示I-lbsf-1扩增出的PCR产物序列与相应的EST标记BF474863的扩增产物一致。用Hbsf-1分析F2群体所得结果也与相应的EST标记BF474863的结果一致，与LrZH84的遗传距离为0．7cM。3．用STS标记Hbsf-1检测带有不同已知抗病基因的40个NIL，仅在RL6078犯r2回中检查到了1006bp的特异条带，由于Lr26和

5、LrZH84都出现在周8425B中且距离很近，因此该STS标记也可以检查这些品系中的Lr26；用STS标记Hbsf-1检测38个来源于周8425B的品系，在31个抗病品系中发现该标记，在6个感病品系中没有该标记，抗病品系濮96105中没有扩增出LrZH84的特异性条带，说明该品系可能携带有不同的抗THTT的基因或者它是一个重组体。这些结果表明，STS标记Hbsf-1可有效的检测来源于周8425B衍生品系中的LrZH84。4．用叶锈菌小种PHTS接种606株周8425B和RL6147(三一钟杂交所得的F2单株以及两个亲本以检测LrZH84和Lr44的等位性。结果显示，RL6

6、147(Lr44)和周8425B表现抗病(IT1or2)，F2群体中605株表现抗病(IT0-2)，1株表现感病(IT4)，可知LrZH84和Lr44遗传距离很近，估算为8．194-2．4eM。5．用叶锈菌小种THlYr接种837株西农1163—4和周8425B杂交得到的F2单株以及838株贵州98．18和周8425B杂交得到的F2单株，全部表现抗病(ITO；一1)，这两个基因同LrZH84的最大重组率为0．0036(p=O．05)，表明LrXi、LrG98同LrZH84很可能为等位基因或紧密连锁基因。6．用叶锈菌小种THTT接种145株周麦11和中国春杂交得到的F2单株

7、，结果显示周麦11中有2个显性抗病基因。用2个同LrZH84紧密连锁的标记gv订n582和03．secalin／Glu．B3检测8个感病单株，全部为中国春的带型，表明周麦11中其中一个抗病基因是LrZH84。在另一个苗期试验中，用叶锈菌小种FHlvr接种周8425B以及285株周麦ll和中国春杂交得到的F2单株，F2群体表现单基因分离比例。用2个同LrZH84紧密连锁的标记gwm582和∞．seealin／Glu．B3检测全部F2单株，结果表明该抗病基因同LrZH84位置不同，由此可知LrZtt84对小种FHTT感病，周麦1l