玉米抗禾谷鐮刀菌莖腐病基因的定位及分析.pdf

1、玉米莖腐病是一種嚴(yán)重的危害玉米生產(chǎn)的土傳性病害，在世界各地玉米產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生。玉米莖腐病的病原菌比較復(fù)雜，我國(guó)以腐霉菌和鐮刀菌為主。本實(shí)驗(yàn)用禾谷鐮刀菌 (Fusariumgraminearum Schwade) 對(duì)親本1145(抗病)和Y331(感病)及其分離后代群體(BC<,1>、BC<,2>、BC<,3>、F<,2>和DH系)進(jìn)行連續(xù)三年的人工接種，采用分級(jí)方法測(cè)定抗性，結(jié)合多態(tài)性SSR標(biāo)記對(duì)抗病基因進(jìn)行QTL定位，在主效抗病QTL區(qū)

2、域進(jìn)一步發(fā)展標(biāo)記對(duì)其進(jìn)行精細(xì)定位，在不同的回交世代分析主效QTL的抗性效應(yīng)，具體研究結(jié)果如下： 1．從630對(duì)SSR分子標(biāo)記中篩選出擴(kuò)增效果良好且親本間表現(xiàn)多態(tài)性的SSR標(biāo)記118對(duì)，對(duì)由47個(gè)高抗和47個(gè)高感BC<,1:2>家系植株組成的極端定位群體進(jìn)行基因型鑒定。除了umc1800(位于第5條染色體)和umc1257(位于第7條染色體)外，其余的116個(gè)SSR分子標(biāo)記能夠被整合到遺傳圖譜中，最終構(gòu)建的遺傳連鎖圖總遺傳距離為1

3、633cM，分子標(biāo)記平均遺傳距離為14cM。 2．利用QTL CartographerV2.0軟件和復(fù)合區(qū)間作圖法對(duì)抗莖腐病基因進(jìn)行QTL定位和分析。模擬運(yùn)算1000次，當(dāng)LOD>3.1時(shí)，全基因組掃描共檢測(cè)到2個(gè)QTL，分別位于第1和第10染色體上，均表現(xiàn)為加性效應(yīng)且增效基因均來(lái)自1145。其中位于第10條染色體上的QTL位點(diǎn)qSRR-1在SSR分子標(biāo)記umc2349-umc1115之間，LOD值達(dá)到13.1，可以解釋的表型變

4、異為36.3％，是一主效QTL；位于第1條染色體上的QTL位點(diǎn)qSRR-2在SSR分子標(biāo)記mmc0041-umc1774之間，LOD值達(dá)到3.8，可以解釋表型變異的8.9％。 3．通過(guò)對(duì)BC<,2>、BE<,3>、F<,2>和DH系的進(jìn)一步鑒定，發(fā)現(xiàn)當(dāng)主效QTL區(qū)域的染色體片段都來(lái)自1145(基因型：qSRR-1//qSRR-1)或雜合 (基因型：qSRR-1//qSRr-1)時(shí)，抗病率都在70％以上；相反，當(dāng)主效QTL區(qū)域基因

5、型與Y331完全一致(基因型：qSRr-1//qSRr-1)時(shí)，抗病率小于30％，說(shuō)明抗莖腐病主效OTL—qSRR-1的效應(yīng)能穩(wěn)定遺傳。 4．通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源搜索了qSRR-1區(qū)域內(nèi)的所有序列信息(包括BAC末端、EST和IDP標(biāo)記)。通過(guò)設(shè)計(jì)引物、親本PCR擴(kuò)增、序列多態(tài)性分析等，共發(fā)展了5個(gè)標(biāo)記，分別是AI857162SR、AI861111SR、AI8571626SR、CB351276SR和AF0433464SR。加上現(xiàn)有的6個(gè)

6、SSR標(biāo)記，在qSRR-1區(qū)域內(nèi)共有11個(gè)分子標(biāo)記，這些標(biāo)記可用來(lái)對(duì)主效QTL精細(xì)定位。 5．用qSRR-1區(qū)域內(nèi)的11個(gè)分子標(biāo)記篩選BC<,3>代群體，發(fā)現(xiàn)13種重組類型，共計(jì)25個(gè)重組單株。每個(gè)重組單株繼續(xù)回交獲得BC<,4>家系種子，將BC<,4>的種子分成兩部分，一部分自交形成BC<,4>F<,2>群體用于進(jìn)一步抗性鑒定；一部分將利用標(biāo)記輔助選擇發(fā)展BC<,5>代群體。通過(guò)對(duì)BC<,4>代每個(gè)個(gè)體的基因型和抗病性鑒定可以