煙草青枯病抗性遺傳分析及QTL定位研究.pdf

1、煙草青枯病是一種由青枯菌(Ralstoniasolanacearum)引起的細(xì)菌性病害,是典型的維管束病害,顯著的病狀是枯萎,一旦發(fā)病即可造成全株死亡,嚴(yán)重影響煙草的產(chǎn)量和質(zhì)量,是一種毀滅性病害。本論文在對(duì)安徽省宣州區(qū)的寒亭、文昌、黃渡、楊林,以及蕪湖縣三元鎮(zhèn)的青枯病病菌分離鑒定的基礎(chǔ)上,研究了安徽省煙草青枯病病菌對(duì)煙草的致病力及與相關(guān)生物學(xué)性狀的關(guān)系,開展了抗青枯病基因RRS1的煙草同源性篩選研究,利用15個(gè)親本配置的雙列雜交組合進(jìn)行

2、了煙草青枯病抗性種質(zhì)的主微位點(diǎn)組效應(yīng)和配合力分析,利用BSA集團(tuán)分離分析方法對(duì)2個(gè)煙草F2隨機(jī)群體(TI448A×Enshu和TI448A×巖煙97)進(jìn)行了煙草青枯病抗性的QTL定位分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1、煙草青枯病病原菌的分離檢測(cè)及致病力分化研究
　　采用組織分離法獲得青枯病菌株8個(gè)。對(duì)其中5個(gè)進(jìn)行了較詳細(xì)研究,分別為:RS1、RS2、RS06、RS07、RS08。從菌株的致病性來(lái)看,RS23、RS07、RS71

3、的致病性較強(qiáng),對(duì)煙株葉片進(jìn)行注射接種,葉片均有不同程度發(fā)病,但發(fā)病程度沒(méi)有灌根法嚴(yán)重;供試菌株用注射和灌根對(duì)煙株均有致病性。同時(shí)針對(duì)煙草青枯菌生化型測(cè)定分析研究結(jié)果顯示,分離的菌株除RS3不能利用衛(wèi)茅醇外,其余都能利用三糖三醇;同時(shí)也均能利用硝酸鹽,發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)青枯雷爾氏菌生化型劃分標(biāo)準(zhǔn),確定了從皖南煙區(qū)分離的菌株為生化型Ⅲ型。分析表明,不同菌株利用糖、醇的能力存在部分差異,RS23利用纖維二糖、衛(wèi)茅醇的能力均較弱,RS22對(duì)衛(wèi)茅

4、醇利用能力也弱,但對(duì)其它糖、醇能完全利用,也能使硝酸鹽還原,因此也屬于生化型Ⅲ;RS3不能利用衛(wèi)茅醇,但能利用其它雙糖、雙醇和還原硝酸鹽,這個(gè)菌株劃為生化型Ⅲ-1。
　　2、青枯病抗性基因RRS1的煙草同源性研究
　　研究針對(duì)煙草青枯病的田間單棵發(fā)病統(tǒng)計(jì),病情等級(jí),大田發(fā)病面積,進(jìn)行重復(fù)性,多層次,多樣本的人工統(tǒng)計(jì),在擬南芥青枯病抗性基因RRS1的同源性檢測(cè)試驗(yàn)中共篩選出3個(gè)煙草種質(zhì)(G28,K346,LMAFC34)含有R

5、RS1特異性擴(kuò)增序列,針對(duì)篩選出3個(gè)煙草種質(zhì)(G28、K346、LMAFC34)含有RRS1特異性擴(kuò)增序列片段進(jìn)行多重復(fù)的特異擴(kuò)增純化,增強(qiáng)結(jié)果的可靠性和完整性。由于RRS1基因含有有4個(gè)內(nèi)含子,所以在引物設(shè)計(jì)上需要進(jìn)一步加密,保證準(zhǔn)確的特異性擴(kuò)增,研究可以選用另外一種分子標(biāo)記進(jìn)行輔助和驗(yàn)證檢測(cè),能提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　3、煙草青枯病抗性的主微位點(diǎn)組遺傳分析
　　主-微位點(diǎn)組聯(lián)合分析研究了青枯病病率和病指在始病期后第5

6、天、第15天和第25天的效應(yīng)值,主位點(diǎn)組效應(yīng)均達(dá)到顯著,而微位點(diǎn)組效應(yīng)未達(dá)到顯著。其中J1=13056和J1=13055相鄰的2個(gè)主位點(diǎn)組在第一次和第二次的聯(lián)合分析中均檢測(cè)到,且效應(yīng)值較大;J1=14080和J1=14079相鄰的2個(gè)主位點(diǎn)組在第一次和第二次的聯(lián)合分析中同樣被檢測(cè)到,且效應(yīng)值較大。15個(gè)親本青枯病病率第5天、第15天和第25天的微位點(diǎn)組加性效應(yīng)中云煙85、DB101和RG11的效應(yīng)值均最大,該檢測(cè)結(jié)果和這3個(gè)品種的田間抗

7、病指標(biāo)表現(xiàn)一致,與之相對(duì)應(yīng)的廣義遺傳率均在20％以上,在品種的青枯病抗性改良中可以重點(diǎn)考慮如何利用云煙85、DB101和RG11品種的遺傳抗性。遺傳純合顯性位點(diǎn)(++)表現(xiàn)為青枯病病指增加(感病),而純合隱性位點(diǎn)(––)使青枯病病指減少(抗病),且加性效應(yīng)值均較大,顯性效應(yīng)值均較小,表明青枯病抗性的遺傳規(guī)律主要是以加性遺傳為主,進(jìn)而為改良親本的青枯病抗性能力以創(chuàng)新種質(zhì)資源提供新策略。
　　4、煙草青枯病抗性的配合力分析
　　

8、研究了煙草青枯病抗性各個(gè)調(diào)查時(shí)期各項(xiàng)指標(biāo)的一般配合力都達(dá)到顯著差異水平,而特殊配合力表現(xiàn)不一致,其中2010年7月26日調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)病率及病情指數(shù)都達(dá)顯著差異,研究列出了該次調(diào)查病情指數(shù)的特殊配合力分析結(jié)果,并提出了幾個(gè)效應(yīng)強(qiáng)的組合。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不表明整個(gè)試驗(yàn)抗性群體的特殊配合力能夠這樣應(yīng)用,只能說(shuō)明如果在一般配合力組合間決選時(shí)差異不大或難以確定時(shí),可以選擇參考一些特殊配合力分析結(jié)果,例如方差分析顯著的調(diào)查時(shí)期或指標(biāo),故該研究主要考慮一般

9、配合力,一般情況下可按煙草青枯病抗性強(qiáng)強(qiáng)組合應(yīng)用于育種,煙草青枯病抗性配合力的差異可能涉及到加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)以及遺傳率等抗性遺傳方面的研究分析。
　　5、煙草青枯病抗性QTL定位研究
　　研究利用TI448A×Enshu群體及TI448A×巖煙97群體在第3染色體及第5染色體上定位到4個(gè)煙草青枯病抗性QTLs(qBWR-3a,qBWR-3b,qBWR-5a和qBWR-5b),在LOD極大似然值大于或等于3的篩選條件下,分

10、別解釋青枯病抗性表型變異9.00%,19.70%,17.30%和17.40%。初步推斷出測(cè)定煙草青枯病抗性的特異引物,以及利用該特異引物測(cè)定煙草青枯病抗性的的方法;所述特異性引物為兩對(duì),其核苷酸序列如下:PT20275:5′GTTCTATTTGATCGCCCC3′;5′AACAGCACCAACAGCATT3′;PT30229:5′GTTGCTCGTGTGCCTGACTA3′;5′AATGTGGAAACAGGA。利用上述特異性引物對(duì)待檢測(cè)