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玉米丝黑穗病分子标记辅助选择育种研究

作　者: 周洪昌
导　师: 王凤格；王丕武
学　校: 吉林农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 丝黑穗病回交育种 SSR分子标记前景选择背景选择
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

据农业部最新统计表明,玉米现已成为我国种植面积最大的粮食、经济作物,而玉米病害是影响我国玉米生产的主要因素,造成玉米减产的重要因素之一。丝黑穗病则是我国春玉米区的重要病害。90年代以来,随着大量感病品种的种植,丝黑穗病病情逐年加重。虽然运用杀真菌剂对玉米丝黑穗病进行化学控制,防治玉米丝黑穗病的最佳途径则为选育抗病品种。本实验通过与中国农业大学国家玉米改良中心徐明良老师合作,以徐明良老师关于玉米丝黑穗病主效QTL鉴定、定位的大量科学研究为理论基础,同时徐明良实验室无偿提供与抗丝黑穗病主效QTL紧密连锁的分子标记,进行对自交系京24缺乏抗丝黑穗病性的改良。在本工作中,以抗病自交系吉1037为供体亲本,以感病玉米自交系京24为轮回亲本,通过杂交和多代回交将吉1037所携带的抗病主效QTL导入到自交系京24中,使其在保持原有优良性状的同时获得抗丝黑穗病的特性。在这个过程中采用分子标记辅助选择技术对回交群体进行选择,从而保证入选植株携带目标基因,并通过背景选择缩短育种进程。前景选择中以吉1037和京24为材料,针对徐明良实验室提供的13对与抗病基因紧密连锁的前景候选引物进行筛选,同时结合BC2代回交材料田间接种鉴定的结果,最终获得在回交亲本间表现明显有差异、扩增稳定且分布在抗病基因前后两端的引物MZAI、661入选。通过在www.maizegdb.org查询背景选择中涉及的引物序列信息,经本实验室重新设计获得扩增效果稳定、均匀分布于玉米10条染色体、适用于做为任意改良群体背景选择中的基础引物群体的73对引物。之后在美国应用生物系统公司(Applied Biosystems)及上海英骏生物技术有限公司合成荧光引物,同样以吉1037和京24为材料对73对背景候选引物进行筛选最终获得45对在回交亲本间表现有特异性的背景选择引物。针对回交群体逐代进行前景选择和背景选择,将每个回交世代中前景选择表现为与目标抗性基因紧密连锁且背景选择回复率最高的10个单株进入下一轮的筛选种植中,同时对回交二代进行田间接种鉴定。最终得出23个回复率在96%以上的回交三代单株,之后将中选单株进行自交。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章前言  9-19
  1.1 玉米丝黑穗病的概述  9-13
    1.1.1 玉米丝黑穗病的发病症状  9
    1.1.2 玉米丝黑穗病的危害  9-10
    1.1.3 玉米丝黑穗病病原  10
    1.1.4 玉米发病条件和规律  10
    1.1.5 玉米丝黑穗病的分级标准  10
    1.1.6 田间玉米丝黑穗病的鉴定及评价  10-11
    1.1.7 玉米丝黑穗病的防治  11-12
    1.1.8 玉米丝黑穗病抗病基因的定位研究及抗性遗传规律的分析  12-13
  1.2 分子标记技术的概述  13-14
    1.2.1 分子标记的发展及特点比较  13-14
      1.2.1.1 分子标记的发展  13
      1.2.1.2 分子标记的简介和特点比较  13-14
  1.3 分子标记技术在作物遗传育种中的应用  14-18
    1.3.1 遗传图谱的构建  14-15
    1.3.2 杂种优势的预测  15
    1.3.3 DNA指纹库的构建  15
    1.3.4 转基因育种中的应用  15
    1.3.5 分子标记在标记辅助育种中的应用  15-17
      1.3.5.1 前景选择  15-16
      1.3.5.2 背景选择  16
      1.3.5.3 多重PCR在分子标记辅助选择育种中的用  16-17
    1.3.6 分子标记技术在抗性育种中的应用  17-18
  1.4 电泳检测方法的比较  18
  1.5 本研究的目标和意义  18-19
    1.5.1 研究目的  18-19
    1.5.2 研究意义  19
第二章材料与方法  19-27
  2.1 实验材料  19-20
    2.1.1 分离群体的构建及育种流程  20
  2.2 前景选择与背景选择的引物筛选  20-24
    2.2.1 引物入选原则  20
    2.2.2 前景选择备选引物  20-21
    2.2.3 背景选择备选引物  21-24
  2.3 实验方法  24-27
    2.3.1 室内引物筛选  24-26
      2.3.1.1 DNA提取  24-25
      2.3.1.2 PCR扩增体系和反应程序  25
      2.3.1.3 毛细管荧光电泳检测法  25-26
      2.3.1.4 数据统计分析工具  26
    2.3.2 田间接种鉴定  26-27
      2.3.2.1 种植方法  26
      2.3.2.2 接种方法  26
      2.3.2.3 调查方法  26
      2.3.2.4 回复率计算方法  26-27
      2.3.2.5 技术路线  27
第三章结果与分析  27-38
  3.1 分子标记引物选择  27-32
    3.1.1 前景选择引物  27-28
    3.1.2 前景选择与田间抗病性的对照  28-29
      3.1.2.1 BC_2代田间接种鉴定的结果  29
    3.1.3 背景引物选择  29-32
  3.2 回交世代的检测结果  32-38
    3.2.1 BC_1代回交材料的检测结果  32-34
      3.2.1.1 BC_1代材料的前景选择  32-33
      3.2.1.2 BC_1代材料的背景选择  33-34
    3.2.2 BC_2代回交材料的检测结果  34-37
      3.2.2.1 BC_2代材料的前景选择  34-35
      3.2.2.2 BC_2代材料的田间鉴定  35-36
      3.2.2.3 BC_2代材料的背景选择  36-37
    3.2.3 BC_3代回交材料的检测结果  37-38
      3.2.3.1 BC_3代材料的前景选择  37
      3.2.3.2 BC_3代材料的背景选择  37-38
第四章讨论  38-41
参考文献  41-45
符号说明  45-46
致谢  46-47
作者简介  47

玉米丝黑穗病分子标记辅助选择育种研究

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