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大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究

作　者: 郑翠明
导　师: 常汝镇
学　校: 中国农业科学院
专　业: 作物遗传育种
关键词: 大豆花叶病毒抗性鉴定抗性遗传抗性基因 RAPD SCAR
分类号: S565.103.4
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

大豆花叶病毒（SMV）病是世界性大豆病害，在我国各大豆产区普遍发生，对大豆生产危害严重，利用抗病品种是控制SMV最经济而有效的措施。东北是我国大豆主产区，SMV3号株系是强毒株系，抗源较少。筛选鉴定和研究新抗源具有重要的理论价值和实践意义。本研究利用SMV3号株系对大豆资源进行了抗性鉴定，筛选出抗性种质，并利用农艺性状和RAPD标记分析了部分抗源的遗传关系。通过对抗病×感病杂交组合后代分析，明确了高抗SMV的大豆品系95-5383的抗性遗传规律。利用BSA法筛选出与SMV抗性基因紧密连锁的RAPD标记，并将其转化成SCAR标记。利用作图群体将RAPD标记定位于大豆遗传连锁图上。具体研究结果如下： 1．利用人工汁液摩擦法对不同来源的347份大豆种质资源接种SMV3号株系进行抗性鉴定。筛选出113份高抗资源，占32.56％；112份材料中抗SMV3，占32.27％；122份感病，占35.16％。抗源主要来自于东北春作大豆区（辽宁）和黄淮海夏作大豆区（山东、山西、北京）以及美国和韩国，南方大豆产区抗源较少。不同品种接种后的症状类型不同，表明品种和株系间存在互作。国外引进资源接种后顶枯症状较多，表明症状反应和地理来源有一定关系。本文还分析了美国一些抗源对SMV3的抗性反应及抗性基因的关系。 2．利用筛选出的高抗SMV3号株系的大豆品系95-5383与4个感病品种（品系）HBI、铁丰21、Amsoy、Williams和抗病品种PI486355配制5个杂交组合，对各组合的F1、F2代接种SMV鉴定抗性。结果表明，95-5383与各感病品种杂交组合的F1代表现为感病，F2群体分离比例为3感（花叶+顶枯）:1抗，表明95-5383对SMV3号株系的抗性受一对隐性基因控制。95-5383×PI486355的F2代接种后有感病植株分离，表明二者对SMV3的抗性基因是不等位的。利用BSA法对95-5383×HBI的F2代进行鉴定，筛选出与SMV抗病基因紧密连锁的共显性RAPD标记OPNII_980/1070。RAPD引物OPNII在95-5383和抗池扩增出OPNII₉₈₀片段，在HBI和感池扩增出OPNII₁₀₇₀片段，在F1同时扩增出OPNII₉₈₀和OPNII₁₀₇₀。用该引物分析95-5383×HBI的F2个体，OPNII_980/1070与95-5383抗病基因的遗传距离为2.1cM。 3．从95-5383和HBI中分别回收OPNII₉₈₀和OPNII₁₀₇₀特异片段，克隆在PGEM-T easy vector中，并进行序列分析。结果表明OPNII₉₈₀和OPNII₁₀₇₀的实际长度分别为986bp和1084bp，同源性为93.4％，主要差别是在两个不同区段插入（缺失）54bp和35bp的碱基。用克隆的RAPD片段OPNII₉₈₀作探针（SOPNII）对亲本基因组DNA 中国农业科学陨博十学位论义进行 Southern 65交，结果表明 OPN。。和 OPN川。。在人豆基因组中是以低拷贝形式存在。用n PD引物OPN和y卜于探针9口PN！1分析科丰1。南农1！3吕毛重组自交系作图群体，将 Opp和 SOPN定位于 F迹锁群的抗病基冈簇上．根据克隆片段OPN。羽IOPNll；。。的序列设计合成了一对SCAR引物SCNll，SCNll在95·5383中扩增出与 OPN。人小相同的片段 SCN。，在 HB中扩增出与 OPN。大小相同的片段SCN。，。，在FI同时扩增出SCN！l＿、。SCNn对95·5383 X HBI的FZ群体扩增结果与RAPD引物OPNll分析结果完全吻台。SCAR标记SCNll。。，。对于大豆抗SMV标记辅助选抒育种和抗病性鉴定有很)“泛的应用前景。 4．选用已经鉴定出的68份高抗SMV3的大亘资源，利用农艺性状和nPD分析品种间的遗传关系。从 60个 nPD引物中筛选出 11个多态性引物，共扩增出刃个片段，多态性片段为33条。扩增产物的有无分别以1和0记录，选用J＿。rd公式计算品种之间的相似系数，利用UPGMA法构建了树状图。RAPD聚类结果和农艺性状聚类结果具有一定的吻合性。聚类结果表明亲源关系相同、地理来额相同的品种多数聚在一类。分聚在不同组间的人豆品种迢传背景存在差异，可能具有不同的抗病基因。用OPN分析了68份抗性资源，其中有25份扩增出OPN。，衰明这些品种可能携带与95－5383相同的抗性基因，而其它扩增出OPN！l。；。。和OPNll。。的抗性品种可能携带不同于95．5383的抗性基因。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-10
第一章大豆花叶病毒病研究进展  10-28
  1． SMV的特性与鉴定  10
  2． SMV的株系划分  10-13
  3．症状及影响因素  13-15
  4． SMV的流行因素  15-16
  5．抗源筛选  16-18
  6．抗性遗传与育种  18-23
  7．生理生化抗性机制  23-24
  8．分子生物学研究  24-27
  本研究的目的与意义  27-28
第二章大豆种质资源对SMV3号株系的抗性鉴定  28-46
  前言  28-29
  1．材料和方法  29-30
    1．1 供鉴大豆种质  29
    1．2 毒源  29
    1．3 接种  29
    1．4 抗性分级标准  29-30
  2．结果与分析  30-42
    2．1 大豆资源对SMV3号株系抗性鉴定结果  30-40
    2．2 SMV抗性鉴定材料的分布  40-42
  3．讨论  42-46
第三章大豆对SMV3号株系的抗性遗传分析  46-55
  引言  46-47
  1 材料和方法  47-49
    1．1 试验材料  47-48
    1．2 分离群体组群分析法  48
    1．3 RAPD分析  48-49
    1．4 连锁分析  49
  2 结果与分析  49-52
    2．1 大豆品系95-5383对SMV3号株系的抗性遗传研究  49-52
  3 讨论  52-55
第四章大豆花叶病毒抗病基因RAPD标记的分子特征、定位及SCAR标记的鉴定  55-72
  前言  55-56
  1．材料与方法  56-60
    1．1 试验材料  56
    1．2 RAPD片段的回收与克隆  56-58
    1．3 测序  58
    1．4 Southern杂交  58-60
    1．5 连锁分析  60
    1．6 引物设计及SCAR标记的鉴定  60
  2．结果与分析  60-68
    2．1 共显性RAPD标记OPN11_（980/1070）的分子特征  60-65
    2．2 OPN11和SOPN11在大豆遗传连锁图上的定位  65-67
    2．3 SCAR标记的鉴定  67-68
  3．讨论  68-72
第五章利用农艺性状和RAPD对SMV抗性种质的分析  72-84
  前言  72
  1．材料与方法  72-75
    1．1 大豆抗性种质  72-74
    1．2 大豆基因组DNA的提取  74-75
    1．3 RAPD分析  75
    1．4 数据分析  75
  2．结果与分析  75-81
    2．1 RAPD技术对大豆花叶病毒抗源的聚类分析  75-80
    2．2 根据农艺性状对大豆花叶病毒抗源的聚类分析  80-81
  3．讨论  81-84
结论  84-96
致谢  96-97
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大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究

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