小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究

【目的】纹枯病已成为影响中国小麦高产、稳产的主要病害之一，创造抗纹枯病小麦种质，并探讨其抗性遗传特点，是启动小麦抗纹枯病遗传育种研究的基础。【方法】以中国育种中很少利用的ARz和Niavt14为纹枯病抗源，以大面积推广品种扬麦158等为受体亲本，通过复交组合，聚合抗病基因；用单粒传法构建含137个重组自交系ARz/扬麦158遗传群体为材料，以致病力较强的R-46菌株为纹枯病病原，分别用沟带接菌法和牙签接菌法进行抗纹枯病的接菌鉴定。【结果】创造出02P12、02P315等兼抗纹枯病、赤霉病或白粉病的新种质；ARz/扬麦158群体在牙签接菌法中，病情指数介于29.8%～64.4%之间，在沟带接菌法中，病情指数介于25%～75%之间，病情指数均呈正态分布，具数量遗传的特点；单标记分析法对97个在抗感池或亲本间呈多态性的位点进行回归分析，获得Xgdm67等11个与纹枯病抗性极显著相关的SSR标记，能解释群体纹枯病病情指数变异的5.0%～13.0%，其中Xgwm247、Xgdm67、Xwmc94和Xgwm437在牙签接菌法和沟带接菌法的抗性资料中都能检测到；用MapManager QTXb17 建立了14 条连锁区段,并用区间作图法检测到与小麦纹枯病抗病相关的2个QTL位点，其中，Xgdm67～Xbarc172之间的QTL在两种接种条件下都能检测到，LOD值分别为4.0和3.63，能够解释表型变异14.36%和12.3%；Xwmc94～Xwmc273.2之间的QTL只能在牙签法中检测到，其LOD值和贡献率分别为2.3和14.68%。【结论】初步认为在7D上存在抗小麦纹枯病的主效QTL。     

小麦产量性状的QTL分析

为寻找更多与小麦产量性状相关的数量性状位点（QTL），利用江苏地方品种望水白与墨西哥小麦品种Alondra杂交构建的重组自交系群体（104个家系），在3个试验环境下进行了单株有效穗数、主穗粒数、单穗粒数和千粒重4个性状的QTL分析，结果在5A染色体上检测到与单株有效穗数相关、可以解释10．3％～18．8％表型变异的QTL1个；检测到与主穗粒数相关的QTL8个，分别位于染色体1B、1D、3B、4A、5D、6B上和连锁群4上（未知具体染色体归属），单个QTL可以解释9．9％～19．9％的表型变异；检测到与单穗粒数相关的QTL11个，分别位于染色体1B、1D、2A、2B、3B、4A、5D、6B和7A上，单个QTL可解释7．5％～43．4％的表型变异；检测到与千粒重相关的QTL5个，分别位于2A、2B、3B、4D和7A染色体上，单个QTL可解释9．6％～25．7％的表型变异。获得的QTL可以用于分子标记辅助育种。     

美洲狼尾草不育系、恢复系及杂种F1的RAPD分析

利用RAPD技术对美洲狼尾草不育系23A、23DA、85DA,恢复系3B-6及其相应的3个F1杂交种基因组DNA进行了多态性分析,摸索出一套适合美洲狼尾草DNA提取、PCR扩增方法.对随机选取的27个引物进行扩增,结果有5个引物扩增出多态性条带,其中引物S.扩增的条带不仅重复性好,而且清晰,为美洲狼尾草亲本材料及其杂交种鉴定和纯度分析提供了一种快速、准确的检测手段.     

转Rs-AFP2基因小麦的分子分析及其纹枯病抗性

Rs-AFP2属于r-硫堇类抗菌肽,主要通过形成离子通道直接破坏细胞来杀灭病原菌。本研究通过基因枪介导法结合对目标基因的分子检测,证明已将外源Rs-AFP2基因转入小麦推广品种扬麦12中。通过逐株抗纹枯病接种鉴定、PCR、PCR-Southern blot、Southern blot和 RT-PCR/荧光定量RT-PCR(Q-RT-PCR)分析,对转Rs-AFP2基因小麦T₁至T₄代植株跟踪检测。结果表明,Rs-AFP2在转基因小麦中能够稳定遗传,以单拷贝整合到小麦基因组中,遗传方式符合孟德尔遗传规律,并能在转录水平上表达。对转Rs-AFP2基因小麦的抗病性、主要农艺性状以及Rs-AFP2表达活性分析结果表明,与受体扬麦12相比,Rs-AFP2表达活性高的转基因小麦植株对纹枯病抗性有明显提高,其抗病性可以遗传,而主要农艺性状没有明显差异,证明可以利用Rs-AFP2基因和基因工程途径创制抗纹枯病小麦新种质。     

分子标记在小麦抗赤霉病辅助育种中的应用

本研究探讨了与小麦抗赤霉病QTL紧密连锁的SSR标记Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a在育种早代材料中辅助选择的有效性。结果显示:虽然不同的育种世代具有最高选择效率的标记或标记组合不一样,但是Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a三标记一起的选择效率在F3和F4的筛选中均较高。建议小麦的抗赤霉病分子标记辅助育种选用Xbarc 133、Xgwm 493、Xgwm 533 a三标记一起进行筛选。     

小麦糯质基因的分子标记辅助选择

为了建立简便实用的小麦Wx蛋白基因的分子标记辅助选择体系，采用6对SSR和STS引物对16个已知Wx蛋白类型的小麦品种（系）进行分子标记检测的验证和比较,筛选出可采用同一PCR扩增程序、在琼脂糖凝胶上分离扩增产物、分别检测3个Wx基因的3对引物。利用这些引物对扬麦158与EH-5的杂交F2代进行Wx基因型检测，获得全部27种基因型．表明这些引物可以有效用于Wx蛋白基因的分子标记辅助选择。     

低浓度2,4-D及外源激素诱导小麦体细胞快速成苗

用０．２ｍｇ／Ｌ、０．４ｍｇ／Ｌ、０．８ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ,通过１４ｄ左右的时间,从４个小麦品种（“Ａｌｏｎｄｒａ”、“扬麦９号”、“扬麦１０号”、“扬麦１５８”）的未成熟胚上均诱导出芽簇块。其中,以０．８ｍｇ／Ｌ浓度２,４－Ｄ的诱导率最高,部分品种（Ａｌｏｎｄｒａ和扬麦１５８）的诱导频率可达８０％。细胞分裂素对芽簇块的诱导有一定的抑制作用,ＫＴ的抑制效果尤为明显。芽簇块在含０．２ｍｇ／Ｌ、０．４ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ的原培养基上可以成苗,但需时较长,成苗数较少;转移到添加１ｍｇ／ＬＫＴ＋０．１ｍｇ／Ｌ ＩＡＡ的成苗培养基上１４ｄ后,每个芽簇块平均成苗４．４个。如分割成小块,成苗效率进一步提高。研究结果表明,芽簇块在继代培养基上很难保持微芽状态。     

中国春-苏麦3号7A代换系抗赤霉病基因的RAPD分析

小麦赤霉病是长江中下游地区小麦的主要病害.应用抗病品种是防治赤霉病最经济有效的措施.但长期以来,抗赤育种进展缓慢,其重要原因之一就是抗赤性遗传机制复杂和缺乏抗性选择的可靠指标.分子生物学的飞速发展为遗传育种工作提供了新的遗传标记和研究方法.本研究利用RAPD方法对中国春-苏麦3号7A代换系、中国春和苏麦3号进行分析,以期找到抗感材料间多态性DNA扩增片段,从而为苏麦3号7A染色体带有抗赤基因提供分子证据,并以此为标记,建立小麦抗赤霉病分子育种技术体系.     

小麦纹枯病抗性的主基因+多基因遗传分析

以病情指数为指标,利用牙签接菌法对ARZ×扬麦 158衍生的F6 代重组自交系群体 (RIL)进行纹枯病抗性评价,并采用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型分离分析法,研究该群体抗纹枯病基因的遗传规律。结果表明,这一群体中小麦纹枯病的抗性符合两对连锁主基因遗传模型(B 2 1),主基因间表现为加性 加性×加性上位性作用,重组率为 0 178 7。在两对主基因中,效应较大的 1对加性效应为 10 10%,效应较小的 1对加性效应为 2 32%,两对主基因的遗传率中等偏高,为 72 31%。提示抗纹枯病育种应重视主基因的利用。