小麥慢白粉和慢條銹病QTL定位.pdf

1、小麥白粉病和條銹病是威脅小麥生產(chǎn)的重要病害。利用抗病品種是防治這兩種病害的最經(jīng)濟(jì)有效的措施。過(guò)去數(shù)十年來(lái)，主效抗病基因顯著提高了小麥品種抗性。但隨著病原菌生理小種變異，大部分品種抗性喪失，小麥產(chǎn)量損失嚴(yán)重。因此，尋找新的抗性基因，培育具有持久抗性的抗病品種是防治白粉病和條銹病的重要舉措。
　　本研究對(duì)禿頭麥/泗陽(yáng)936 RIL群體進(jìn)行白粉病和條銹病成株抗性QTL定位，發(fā)掘新的抗病QTL及緊密連鎖的分子標(biāo)記。2015-2016年度、

2、2016-2017年度分別在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站和山東泰安植物園溫室進(jìn)行白粉病抗性及條銹病抗性鑒定。田間進(jìn)行條銹病抗性鑒定。抽穗后一周開(kāi)始調(diào)查倒二葉的病情嚴(yán)重度（病菌孢子堆占整個(gè)倒二葉面積的百分?jǐn)?shù)），選用最大嚴(yán)重度（Maximum disease severities，MDS）和病程下曲線面積（Area under the disease progress curve，AUDPC）兩個(gè)表型指標(biāo)進(jìn)行QTL定位。獲得以下結(jié)果：
　　

3、1.對(duì)親本及155個(gè)RIL株系通過(guò)Genotyping-by-sequence進(jìn)行全基因組SNP檢測(cè)共獲得了3180個(gè)SNP標(biāo)記。利用Joinmap4.0作圖軟件進(jìn)行遺傳作圖，共獲得了49個(gè)連鎖群包括除1A和4D之外的19條小麥染色體。該遺傳圖譜共包括480個(gè)SNP標(biāo)記，總長(zhǎng)度2162.3cM。平均兩個(gè)標(biāo)記間的遺傳距離是4.5cM，平均每個(gè)染色體的長(zhǎng)度是113.8cM，該圖譜的分子標(biāo)記間的距離范圍從5B的2.95cM到5D的9.89cM

4、，該圖譜適合于QTL分析。
　　2.苗期接種 E20白粉菌小種，兩親本均表現(xiàn)出高感白粉??；成株期白粉病抗性調(diào)查，發(fā)現(xiàn)感病親本泗陽(yáng)936最大嚴(yán)重度在80％，高感白粉病，抗病親本禿頭麥發(fā)病緩慢，在感病親本達(dá)到發(fā)病程度極大時(shí)，表現(xiàn)出中抗白粉病。進(jìn)行田間條銹病成株抗性鑒定，親本泗陽(yáng)936感病進(jìn)程較快，在最后一次調(diào)查時(shí)達(dá)到最大值40%，而抗病親本禿頭麥嚴(yán)重度增長(zhǎng)特別緩慢，最大嚴(yán)重度為5%，表現(xiàn)出高抗條銹病。RIL群體中抗病與感病株系差異明顯

5、，抗病株系存在緩慢發(fā)病的特點(diǎn)。
　　3.應(yīng)用MDS與AUDPC兩個(gè)指標(biāo)和復(fù)合區(qū)間作圖法（Composite interval mapping， CIM）進(jìn)行QTL定位。結(jié)果表明，在兩個(gè)環(huán)境下共檢測(cè)到7個(gè)白粉成株抗性QTL，其中田間檢測(cè)到3個(gè)QTL，分別命名為QPm-5B.1、QPm-1B.和QPm-1D.1，QPm-5B.1加性效應(yīng)為正值，抗病基因來(lái)源于禿頭麥；QPm-1B和QPm-1D.1加性效應(yīng)為負(fù)值，抗病基因來(lái)源于泗陽(yáng)936

6、，貢獻(xiàn)率最大的位點(diǎn) QPm-1B為11.06%，位于區(qū)間TTM_239683_37-TTM_713902_13的 QPm-5B.1和位于區(qū)間 TTM_772341_12-TTM_59518_15的QPm-1D.1在田間 MDS和 AUDPC中均有檢測(cè)到。溫室檢測(cè)到4個(gè)QTL，分別是QPm-5B.2、QPm-2B、QPm-1D.2和QPm-3D，其中QPm-5B.2、QPm-1D.2和QPm-3D加性效應(yīng)呈正值，抗病基因來(lái)源于禿頭麥；QP

7、m-2B的加性效應(yīng)呈負(fù)值，其增值效應(yīng)來(lái)源于泗陽(yáng)936，貢獻(xiàn)率最大的位點(diǎn)QPm-2B為11.1%加性效應(yīng)為負(fù)值，位于區(qū)間 TTM_20426_16- TTM_1117928_67的 QPm-5B.2和位于區(qū)間TTM_38215_10-TTM_69199_63的QPm-1D.2在溫室MDS和AUDPC中均有檢測(cè)到。RIL群體中出現(xiàn)超親分離現(xiàn)象，表現(xiàn)型差的親本泗陽(yáng)936也為群體貢獻(xiàn)了成株抗性基因。
　　4.本研究利用復(fù)合區(qū)間作圖檢測(cè)到2

8、個(gè)分別位于1D和5B上的慢條銹QTL，暫時(shí)命名為QYr-5B、QYr-1D，分別解釋7.81%和9.74%的表型變異。其中QYr-5B的抗性等位基因來(lái)自禿頭麥；QYr-1D的抗性來(lái)自泗陽(yáng)936，這些慢病性QTL能有效降低田間條銹病嚴(yán)重度。
　　本研究檢測(cè)到的慢白粉抗性位點(diǎn) QPm-1D.1和慢條銹抗性位點(diǎn)QYr-1D都位于染色體1D的TTM_772341_12-TTM_59518_15標(biāo)記區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明在這個(gè)標(biāo)記區(qū)間內(nèi)可能存在兼抗慢