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春小麦抗麦长管蚜基因的定位

作　者: 胡秉芬
导　师: 尚勋武；王化俊
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦麦长管蚜植物抗性抗蚜遗传方式 SSR
分类号: S512.12
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

麦蚜是世界范围内影响小麦生产的重要害虫之一。近年来,随着麦田水肥条件的改善和农业生态环境的变化,麦蚜虫害日趋加重。长期以来,麦蚜的防治主要依靠化学农药,由于化学农药的大量使用,导致蚜虫天敌杀伤严重,环境污染加剧。实践证明,选育和利用抗性品种是控制作物病虫害的最为经济有效的途径。在选育抗性品种的过程中,如能明确其抗性机理,进而定位和克隆抗性基因,对小麦及其它广受蚜科害虫危害的农作物都具有十分重要的理论意义和现实意义。从2003到2004连续两年,师桂英(2006)利用蚜量比值法进行田间抗蚜性鉴定,从521份春小麦品种(系)中筛选出两份抗麦长管蚜材料J-48和J-31,2005年,进一步以人工接虫鉴定法研究表明,两份材料表现出很高的抗生性。本研究以高抗蚜品系J-48、J-31和高感蚜品系J-69、J-39组配的杂交种(J-48 x J-69、J-48 x J-39、J-31 x J-39)及其分离F2世代为材料研究了抗蚜性的遗传特点,利用微卫星(SSR)标记方法寻找了与小麦抗麦长管蚜基因连锁的分子标记。主要研究结果如下:1、小麦抗麦长管蚜的遗传特点以抗蚜品系J-31和感蚜品系J-39组配的杂交种及其F2代为材料研究了小麦抗蚜性的遗传特点。结果表明,抗、感材料杂交的F1,表现高抗,抗蚜表现显性,F2分离世代中抗、感分离比符合3:1的孟德尔分离规律,表现为质量性状遗传的特征,说明J-31的抗麦长管蚜性由显性单基因控制。以抗蚜品系J-48和感蚜品系J-69、J-39组配的杂交种(J-48 x J-69、J-48 x J-39)及其F2代为材料研究了小麦抗蚜性的遗传特点。结果表明,抗、感材料杂交的F1,都表现高抗,抗蚜表现显性,F2分离世代中抗、感分离比均符合3:1的孟德尔分离规律,表现为质量性状遗传特征,说明J-48的抗麦长管蚜性由显性单基因控制。2、小麦抗麦长管蚜基因的SSR分子标记定位以抗蚜品系J-48和感蚜品系J-69为亲本组配的F2分离群体为材料,采用BSA分析法,选取均匀分布于小麦7D和1D染色体上的85对SSR标记在抗感亲本间进行多态性筛选,共筛选到在亲本间表现多态性的52对SSR引物,多态性频率为61%。用F2分离群体进一步对筛选出的52对引物进行分析,找到一对与抗蚜基因连锁的SSR标记Xbarc126,与抗蚜基因的遗传距离为15cM。由于这个标记位于小麦的7D染色体上,因此,将抗麦长管蚜基因初步定位于小麦的7D染色体上,并暂时命名为Ra。3、本研究在已经建立的与抗蚜基因连锁的SSR标记基础之上,利用筛选出的与抗麦长管蚜基因Ra连锁的SSR标记Xbarc126对J-48 x J-69杂交后的F3代分离基因个体进行跟踪鉴定,充分说明了所筛选出的SSR标记的稳定性、可靠性和准确性,为抗蚜品种的分子标记辅助选择及鉴定提供了可行性理论依据。

全文目录

摘要  4-6
SUMMARY  6-11
缩写词及中英文对照  11-12
表格一览表  12-13
图一览表  13-15
第一章文献综述  15-35
  1 小麦抗蚜性研究现状  15-24
    1.1 三种小麦蚜虫的形态识别  16-17
      1.1.1 麦长管蚜  16
      1.1.2 麦二叉蚜  16
      1.1.3 禾谷缢管蚜  16-17
    1.2 小麦品种抗麦长管蚜性的鉴定、筛选及抗性评价标准  17-20
    1.3 小麦品种(系) 对麦长管蚜抗性的研究  20-23
      1.3.1 小麦形态抗蚜性  20-22
      1.3.2 生理生化物质与抗蚜性  22-23
    1.4 小麦抗蚜遗传方式及分子标记研究  23-24
  2 SSR(Simple Sequence Repeats)标记  24-35
    2.1 SSR在小麦基因组中的分布特点  25-26
    2.2 SSR 标记的分析程序  26-29
      2.2.1 获取引物  26-27
      2.2.2 PCR 扩增  27-28
      2.2.3 电泳显色  28
      2.2.4 DNA 标记分离数据的数学处理  28-29
    2.3 作图群体  29
    2.4 小麦遗传图谱的构建  29-30
    2.5 标记和定位目的基因  30-32
    2.6 标记辅助选择育种  32-33
    2.7 抗蚜基因工程  33-35
第二章小麦抗蚜品系J-48 和J-31 抗麦长管蚜基因的遗传分析  35-48
  1 材料与方法  35-39
    1.1 植物材料  35-36
    1.2 供试虫源  36-37
    1.3 抗蚜性鉴定  37-39
    1.4 抗蚜基因的遗传分析  39
  2 结果与分析  39-45
    2.1 抗性遗传分析  39-45
      2.1.1 亲本J-31、J-39及F1的抗性表现  39-41
      2.1.2 J-31 的抗性遗传分析  41
      2.1.3 亲本J-48、J-69 及F1 的抗性表现  41-42
      2.1.4 J-48 的抗性遗传分析  42-43
      2.1.5 亲本J-48、J-39 及F1 的抗性表现  43-44
      2.1.6 J-48 的抗性遗传分析  44-45
  3 讨论  45-48
    3.1 抗麦长管蚜鉴定方法的选择  45-46
    3.2 小麦对麦长管蚜的抗性遗传方式研究  46-48
第三章小麦抗蚜品系J-48 抗麦长管蚜基因的分子标记定位  48-81
  1 材料与方法  48-55
    1.1 植物材料  48
    1.2 分离群体的构建  48-49
    1.3 DNA 的制备  49-50
    1.4 技术路线  50
    1.5 SSR 标记和定位  50-55
      1.5.1 SSR 引物序列  50
      1.5.2 SSR 反应体系  50-52
      1.5.3 变性聚丙烯酞胺凝胶电泳分析  52-54
      1.5.4 BSA (Bulked Segregant Analysis)分池  54-55
      1.5.5 相关性分析  55
      1.5.6 抗蚜基因的SSR 定位  55
      1.5.7 抗蚜基因连锁图的构建  55
  2 结果与分析  55-75
    2.1 抗、感亲本间的引物筛选结果  55-58
    2.2 F_2 抗蚜植株的引物筛选结果  58-59
    2.3 Xbarc126 对F_2 单株的扩增结果  59-60
    2.4 21 对SSR 引物对F_2 分离群体单株的扩增结果  60-73
    2.5 抗麦长管蚜基因的定位  73-75
  3 讨论  75-81
    3.1 以小麦分子图谱为基础对抗蚜基因的分子标记定位  75-76
    3.2 分子标记定位的抗蚜基因及其意义  76-77
    3.3 关于分子标记定位方法的认识  77-78
    3.4 基于性状的QTL 定位分析法  78-79
    3.5 作图群体  79-81
第四章对小麦F_3代的SSR 分析  81-85
  1 材料和方法  82
    1.1 材料  82
    1.2 F_3 代成株期抗蚜性鉴定  82
    1.3 DNA 提取  82
    1.4 SSR 标记对杂交组合J-48 x J-69 的F_3 代的跟踪鉴定  82
  2 结果与分析  82-83
    2.1 F_3 代田间抗蚜性鉴定  82-83
    2.2 F_3 代部分单株的SSR 跟踪鉴定分析  83
  3 结论与讨论  83-85
第五章本项研究工作的总结与反思  85-93
参考文献  93-105
附表1 亲本间引物筛选结果  105-109
附表2 J-48 X J-69 的F_2幼苗单株抗性表现及XBARC126 等22 对引物多态性标记  109-119
致谢  119-121
作者简历  121-122
导师简介  122-124

春小麦抗麦长管蚜基因的定位

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