侯文胜[1]2001年在《优化叁种遗传转化体系创造转抗虫基因小麦（Triticum aestivum）新种质》文中进行了进一步梳理小麦是世界上栽培面积最大的作物，是人类的主要食物，年产量超过5亿吨。虫害是造成作物减产的重要原因之一，小麦生产也受到如蚜虫、粘虫等害虫的严重威胁，由于在现有的小麦种质资源中几乎找不到其抗源，以及生殖隔离对异源抗性基因利用的限制，传统小麦抗虫育种收效甚微，化学杀虫剂仍是最主要的虫害控制手段，但时常由于天气的原因效果不佳，而且诸如土壤及水体污染、毒杀非靶标生物、在食物链中积累、影响人体健康等环境问题也很多。利用转基因技术，将对同翅目昆虫具有抗性的雪花莲凝集素基因gna和对鳞翅目昆虫具有抗性的苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白基因cryIA导入小麦，极有可能获得对某些害虫具有一定抗性的小麦新种质。本研究利用叁种不同的遗传转化体系将gna基因和crylA基因导入了小麦，创造了转抗虫基因小麦新种质，并为改良现有小麦遗传转化体系提供了一些经验。 本研究利用在禾谷类作物中表达效率较高的启动子Ubi对现有载体进行了改造，并引入了筛选标记基因bar，为提高目的基因的表达水平，还在目的基因5’端引入了Ω和kozak序列，3’端引入了poly(A)序列。成功构建了适用于小麦的抗虫基因植物表达载体pGU4ABBar、pGU4AGBar和pGBIU4AGBar，其中pGU4ABBar含有顺向连接的Ubi-cry朋及Ubi-bar基因表达盒，pGU4AGBar含有顺向连接的Ubi-gna及Ubi-bar基因表达盒，可用于基因枪、花粉管通道法等介导的小麦遗传转化。pGBIU4AGBar含有T-DNA边界序列，并在其左右边界中间插入了含有顺向连接的CaMV35S-nptⅡ、Ubi-gna和Ubi-bar基因表达盒，不但可用于基因枪、花粉管通道法等介导的小麦遗传转化，而且还可用于农杆菌介导的小麦遗传转化。 利用农杆菌介导结合高渗预处理的方法，以扬麦158预培养一周左右的胚性愈伤组织为受体，在转化的380块愈伤组织中获得了2株导入了gna基因的转基因小麦植株，转化率约为0.5％(2/380)，Southern杂交分析证明目的基因表达盒己完整整合于转基因小麦的基因组中，Western杂交分析检测到了目的蛋白的表达，同时发现适当的高渗预处理可能对农杆菌介导的小麦遗传转化系统有所改善。 利用基因枪介导法，以扬麦158预培养一周左右的胚性愈伤组织为受体，获得了2株导入了gna基因的转基因小麦，转化率约为0.3％(2/650)，4株导入了cry I A基因的转基因小麦，转化率约为0.7％(4/560)，Southern杂交分析证明目的基因表达盒已完整整合于转基因小麦的基因组中，Western杂交分析检测2 优化叁种遗传转化体系创造转抗虫基回小麦新种质到了目的蛋白的表达，而且获得的转化植株都源自金粉用量较少的处理，说明在基因枪介导的遗传转化中采用较小的金粉用量和较小的载体可能较好。 分别以小麦品系西农132和西农2208为受体，利用花粉管通道法，获得了20株导入了gna基因的转基因小麦，转化率约为0．28O－0．840，获得了27株导入了cry／A基因的转基因小麦，转化率约为1．13％－l．ZI％，并得到了huthern斑点杂交的确证，酶切Southern杂交分析证明目的基因表达盒己完整整合于转基因小麦的基因组中，Western杂交分析检测到了目的蛋白的表达，分子检测及目的基因表达蛋白检测结果的获得，为正确估价花粉管通道法在小麦遗传转化中的地位进一步提供了证据。 本研究获得的转抗虫基因小麦植株可进一步用于小麦抗虫新品系的选育。
毕瑞明[2]2006年在《农杆菌介导小麦成熟胚遗传转化体系的建立及转抗虫基因小麦分析》文中提出小麦是重要的粮食作物,利用植物基因工程技术进行小麦遗传改良,增强小麦抗病虫和耐逆境能力,提高产量,改善品质,是小麦遗传育种的一个新的方向。本研究以27份优良普通小麦(Triticum aestivum L.)主栽品种或高代育种品系,以及4份二倍体和四倍体小麦为试材,进行成熟胚愈伤组织诱导及分化再生的培养,比较其诱导及分化再生能力,研究影响愈伤组织形成及分化再生的因素(基因型、诱愈方式、2,4-D、ABA及KT浓度等),筛选小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化再生能力强的基因型,建立小麦成熟胚植株再生体系。对筛选出来的适合小麦成熟胚组织培养的基因型,利用建立的成熟胚植株再生体系,采用农杆菌(GV3101/pBI121::gus)介导对小麦成熟胚及其愈伤组织进行遗传转化,并对影响遗传转化效率的因素(转化受体的基因型、负压处理、侵染菌液的浓度、外植体预培养时间、侵染时间等)进行研究,确定选择剂的选择压力。同时,对以本实验室选育的小麦优良品系山农995604的胚性愈伤组织为材料,采用农杆菌介导将抗虫基因豇豆胰蛋白酶抑制剂基因CpTI转入小麦培养细胞,经筛选获得的抗卡那霉素再生植株,进行PCR和实时PCR以及PCR-Southern和Southern blot检测,并进行转化植株后代的CpTI基因遗传分析和抗虫鉴定。获得以下主要结果:1.小麦的基因型、成熟胚愈伤组织诱导方式、诱愈时的温度、光照、诱愈培养基2,4-D和ABA浓度及分化培养基KT浓度等,是影响小麦成熟胚愈伤组织形成和分化再生的重要因素。应用剥胚法(embryo-isolated method, EI)和整粒法(endosperm-supported method, ES)诱导成熟胚愈伤组织,并分别进行分化再生培养,在31份小麦品种(系)中筛选出了愈伤组织诱导率高、质量好、分化再生能力强、成苗率高的12个基因型,确定了每一基因型的最佳诱愈和分化再生途径,30～35 d即可获得大量再生植株。适合于剥胚诱愈的有TS021(分化培养基为MSF5)、HB188(MSF5)、SN2618(MSF5)、HB215(MSF5)、Yumai 54(MSF5)、T9817(MSF5)、T. dicoccum(MSF5)和SN03J102(MSF9);适合于整粒法的有4072(MSF1)、TS021(MSF3)、Yannong 19(MSF3)、HB341(MSF3)、Jinghua 1(MSF5)。在此基础上建立了较为优化和快捷的小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化再生体系,为小麦遗传转化的成功奠定了基础。2.接种菌液浓度及侵染时间、外植体预培养时间、负压处理、转化受体的基因型等因素,对小麦成熟胚遗传转化有较大影响。不同基因型的转化受体,对相同农杆菌菌
马莹莹[3]2008年在《小麦新种质N95175抗白粉病基因分子标记的遗传分析》文中认为由专性寄生真菌小麦白粉菌(Erysiphe graminis DC)引起的小麦白粉病(Erysiphe graminis f.sp.tritici)是危害小麦生产的一种世界性病害,近年来在我国各大麦区常有发生和流行,危害程度日趋严重,已成为影响和限制小麦稳产和高产的一大障碍,化学防治白粉病虽不无成效,但培育和推广抗病品种被公认为是目前防治小麦白粉病最经济、有效、安全的途径。小麦野生近缘种属蕴藏着丰富的抗性资源,是小麦白粉病抗性基因的重要来源。簇毛麦是普通小麦的一个野生近缘物种,是多种小麦病害的良好抗源,其6V染色体上携带有白粉病抗性基因,对小麦白粉病表现免疫。到目前为止,小麦基因组中已定名抗白粉病基因30多个,来源于簇毛麦的Pm21(6AL/6VS )基因是目前最有效的抗白粉病基因之一。分子标记技术是进行抗病基因鉴定、抗病基因积累的有效方法,现己被广泛用于小麦抗病辅助选择育种中。本研究通过运用SSR技术结合抗感池分析(Bulked segregation analysis,BSA),对抗白粉病材料N95175进行大量的引物筛选,旨在寻找出与该抗白粉病基因紧密连锁的分子标记,并根据小麦连锁图的标记顺序和抗白粉病基因连锁标记在中国春缺体-四体和双端体上的定位结果,将该抗白粉基因定位于染色体臂上。利用阿勃缺(单)体系与N95175杂交的F1和F2代,通过苗期的白粉病抗性鉴定,杂种F1代对白粉病全部表现为高抗,χ2检验的结果显示只有阿勃6AN×N95175组合的F2代抗感植株分离比例严重偏离3:1,达到极显着水平外,其它全部符合3:1,说明N95175的白粉病抗性性状由位于6A染色体上的一对显性基因控制。以来源于小麦-簇毛麦易位系92R149的新种质N95175分别与高感白粉病普通小麦品种陕160和陕优225两个杂交组合的F1代均表现高抗,F2代抗感植株的分离比例分别为115∶43和111∶48,经χ2检验,符合3∶1的显性单基因孟德尔遗传分离比例,即该小麦新种质N95175抗白粉病基因为显性单基因遗传。根据“分离群体分析法(BSA)”,分别对N95175×陕优225和N95175×陕160组合的F2抗感分离群体建立抗病DNA池和感病DNA池,选取均匀分布于小麦21个连锁群上的208对引物对抗感DNA池以及双亲进行SSR引物筛选,结果表明位于6A染色体上的SSR标记Xgwm570和Xwmc553与种质N95175的抗白粉病基因连锁程度较高,遗传距离分别为13.38cM和12.03cM。根据小麦6A连锁图的标记顺序和抗白粉病基因连锁标记在中国春缺体-四体和双端体上的定位结果,进一步将该抗白粉基因定位于6AS染色体臂上。结合农艺性状,利用SDS-PAGE电泳技术分析实验材料的亚基组合,发现簇毛麦只显示一个单亚基组成,位于7和8亚基之间。小麦种质N95175改良后,抗病性与其抗源92R149相同,但综合农艺性状得到很大改良。
刘素兰[4]2008年在《小麦新种质N9628-2抗白粉病基因的分子标记遗传分析》文中指出小麦白粉病是严重影响小麦生产的重要病害之一。利用抗病品种是防治该病最为经济、有效和环境安全的方法。与抗病基因紧密连锁的分子标记不仅便利抗病基因鉴定和作图,还可以在育种中进行抗病品系的标记辅助选择,以加速育种进程。小麦野生近缘种属蕴藏着丰富的抗性资源,是小麦抗白粉病基因的重要来源,利用小麦野生近缘种属白粉病抗性的方法很多,其中通过合成双二倍体向普通小麦转移抗性基因的方法已经得到广泛应用。本研究的主要目的就是对波斯小麦-小伞山羊草合成双二倍体Am9与普通小麦陕160杂交,再用陕160回交所创制的新种质N9628-2中的抗小麦白粉病基因进行鉴定、微卫星标记,并追踪该种质中抗性基因的来源。对N9628-2及其相关亲本进行农艺性状调查、抗白粉病鉴定以及高分子量麦谷蛋白分析,结果显示,N9628-2农艺性状优良,对关中地区白粉菌优势小种免疫,其相关亲本Y39和Am9对该优势小种也表现免疫,PS5抗病,陕160对表现高感,由此可知,N9628-2的白粉病抗性基因来自Am9,Am9的亲本为Y39和PS5,据此不能确定N9628-2的抗白粉病基因最终来源于Y39或PS5;Am9含有2个亲本PS5和Y39的HWM-GS亚基,组成为N,7+8,12u和迁移率小于1的一个亚基,N9628-2与普通小麦亲本陕160的亚基组成相同,为1,7+8,2+12,未在N9628-2中发现Y39和PS5特有的亚基组成。用中国春缺(单)体系及二体对N9628-2进行白粉病抗性基因分析,结果显示,阿勃二体及缺体系与N9628-2杂交的22个组合中,杂种F1代对白粉病全部表现为高抗,F2代出现了抗感分离,分离比例除了6AN×N9628组合的F2抗感分离比例偏离3:1,达到极显着水平外,其它全部符合3:1,说明N9628-2的白粉病抗性由位于6A染色体上的一对显性基因控制。对该种质的抗白粉病基因进行了遗传分析和SSR标记分析。用高感白粉病品种陕160、陕优225与N9628-2杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合3:1,表明N9628-2的白粉病抗性由一对显性基因控制。通过208对微卫星引物对陕160×N9628-2 F2代抗感分离群体的142个单株进行分析,发现位于6A上的微卫星位点Xwmc553和Xwmc684在双亲和抗感池有特异性,并与抗性基因连锁,遗传距离分别是10.99和7.43 cM,表明抗病基因可能位于6A染色体上。用中国春第6同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,进一步将抗性基因定位在6AS。用连锁的SSR标记和相关亲本分析抗性基因的来源,结果表明,该抗病基因可能来源于小伞山羊草Y39,此基因不同于已有抗白粉病基因,可能是新基因。
桑利群[5]2008年在《小麦新种质N9659抗白粉病的遗传分析》文中认为小麦白粉病是严重影响小麦生产的重要病害之一,在我国的危害日益严重。培育抗病品种是防治小麦白粉病的重要手段,其成功的关键在于抗源的发掘和有效利用。小麦近缘物种中蕴涵了丰富的抗白粉病资源,对这些抗源的抗性遗传分析有助于对它们的合理利用。分子标记的发展和小麦分子标记遗传图谱的构建为小麦抗白粉病基因的研究提供了重要工具。与抗病基因紧密连锁的分子标记不仅有利于抗病基因鉴定和作图,而且可以在育种中进行抗病品系的标记辅助选择。本研究采用缺体分析和SSR分子标记技术对含有野生二粒小麦AS846中抗白粉病基因的N9659进行了染色体定位和分子标记研究。结果表明,N9659苗期白粉病抗性由1对位于染色体“5B”上的完全显性基因控制。采用208对小麦SSR引物对“陕160×N9659”F_2抗感池分析,筛选出3个在抗感池间存在多态性引物WMS67、WMS408和WMS604;经分离群体验证,该抗病基因与小麦染色体5B上的微卫星位点Xgwm67,Xgwm408和Xgwm604连锁,遗传距离分别为6.7cM、9.0cM和17.3cM,根据Xgwm67,Xgwm408和Xgwm604的中国春缺四体和双端体材料分析结果进一步证明该抗性基因可能位于5BL上。该抗病基因来源于母本野生二粒AS846,该基因不同于已有抗白粉病基因,可能为新基因。同时,本研究利用SDS-PAGE电泳技术对N9659及其亲本进行的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析表明:N9659从其亲本陕优225中获得了1、14+15优质亚基,具有了良好的加工品质,在生产上有一定的利用价值。对野生二粒小麦AS846衍生系农艺性状进行了调查分析,结果显示野生二粒小麦AS846及其衍生系,综合农艺性状较好,且白粉病免疫,具有很高的利用价值。
王健胜[6]2009年在《小麦—冰草多粒衍生系3228主要产量性状的遗传分析及QTL定位》文中研究指明小麦产量是由亩穗数、穗粒数和千粒重叁因素构成的,通过提高产量叁因素实现小麦产量的提高是现代小麦遗传育种研究的重要目标之一。因此,针对小麦创新种质中涉及产量叁因素相关性状进行基因定位与遗传分析,对于创新种质的有效利用以及小麦产量水平的提高均具有重要意义。大穗多粒小麦-冰草衍生系3228是普通小麦Fukuho与冰草的杂交后代,遗传上已经非常稳定,其具有重要的多花多粒特性,小穗数/穗为25个左右,小花数/小穗在6～8之间,穗粒数在90～110粒之间。本研究对小麦-冰草异源新种质3228多粒性状及产量相关的性状进行遗传分析和QTL定位,取得了以下主要结果:1.首次构建了小麦-冰草多粒新种质3228×京4839 F2:3群体,该群体包含有237个家系。利用主基因+多基因遗传模型对该群体的穗粒数、千粒重、小穗数/穗、小花数/小穗和穗长进行了遗传分析,结果表明,穗粒数的遗传符合A-4模型,受1对主基因控制,主基因的遗传率是27.81%;小穗数/穗、小花数/小穗、穗长和千粒重的遗传都符合B-1模型,分别受两对主基因控制,且主基因表现为加性-显性-上位性模型,其遗传率分别是73.89%、61.86%、23.45%和99.47%。另外,该群体整体性状表现良好,在育种中具有很好的利用前景。2.利用233对在亲本间表现多态的SSR和EST-SSR引物对小麦-冰草多粒新种质3228×京4839的F2群体进行了分子标记,利用其中连锁的197对标记构建了一张除1D染色体外包含小麦所有连锁群的遗传图谱,该图谱覆盖的遗传距离达到了2304cM,标记间平均遗传距离为16.6 cM。3.通过在北京、陕西和四川对小麦-冰草多粒新种质3228×京4839 F2:3群体产量及相关性状的考察,结合构建好的遗传图谱,对该群体的主要产量及相关性状进行了QTL定位,结果共检测到QTL99个。检测到产量构成因子的QTL有37个,其中控制有效穗数的QTL有9个,控制穗粒数的QTL有14个,控制千粒重的有14个;检测到控制穗部性状的QTL 48个,其中,控制穗长的QTL有16个,控制小穗数的QTL有16个,控制小花数的QTL有16个;检测到产量相关性状的QTL有14个,其中控制株高的QTL有8个,而控制穗下节和结实率的QTL分别有3个;这些检测到的QTL主要分布于除2A、2B、1D和5D外的其它连锁群上。4.研究发现了10个重要的染色体区段,其中包括6A染色体上Xbarc1055-Xbarc37区间、4B染色体上的Xbarc20-Xwmc238区间、5A染色体上的Xgwm126-Xgwm291区间、4A染色体上的Xbarc170-Xwmc707区间和Xbarc1047-Xwmc718区间、5B染色体上的Xbarc243-Xbarc59区间等,这些区段内检测到的QTL都在3个以上,而且形成了重要的QTL簇。5.本研究检测到的QTL在不同染色体、同源群和基因组间的分布差异较大。在所构建好的连锁群中,除2A、2B和5D染色体上未检测到QTL外,其余染色体上都有QTL的分布,其中最多的是6A染色体,其次是4A、4B和7B染色体,这4个染色体上定位的QTL数目占总QTL数目的一半以上,达到了55个; QTL在小麦同源群间的分布以第六、第四同源群上检测到的QTL最多,分别都达到了26个,其总数超过了总QTL数目的一半;最后是QTL在基因组间的分布,在小麦的3个基因组中,A基因组上检测到的QTL数目最多,而检测到的非常主效的QTL多数都来自B基因组。6.为了探讨将小麦-冰草多粒衍生系3228相关产量性状在不同小麦品种背景下的遗传效应,将其与黄淮冬麦区5个主栽品种配制杂交组合,并在北京、陕西杨凌和四川成都叁个试验点进行田间种植与相关性状调查。遗传分析结果表明,小麦-冰草多粒衍生系3228在不同环境下所有产量性状的表现优异,尤以穗粒数、小穗数和穗长表现最突出,而且不同组合F1的产量性状在不同环境下表现稳定;小麦-冰草多粒衍生系3228在穗粒数、小穗数和穗长方面都具有极显着的正向加性效应,其穗粒数也具有极显着的正向显性效应,因此小麦-冰草多粒衍生系3228可作为改善小麦穗粒数、小穗数和穗长的优异种质资源。对小麦-冰草多粒衍生系3228的主要产量及相关性状进行遗传分析和QTL定位以及相关产量性状在不同小麦品种背景下的遗传效应分析结果,为该种质在未来小麦遗传育种的有效利用提供了重要依据。
杨丽丽[7]2006年在《小麦白粉菌生理小种的鉴定及耐低磷小麦新种质的筛选》文中研究表明小麦白粉病是中国各个麦区的重要病害。对白粉菌群体的毒性频率的调查有助于在育种中合理利用抗病基因。本研究收集并分离鉴定了南京地区小麦白粉菌生理小种，分析了病原群体中毒性基因的频率，同时还对本实验室收集和保存的二倍体、四倍体小麦进行了抗性鉴定。从33份小麦白粉菌菌株中，鉴定出了21个生理小种，其中1号优势小种出现频率为12.1％。各小种中所含已知毒性基因数目从5到14不等，抗性鉴定表明Pm3c和Pm5已经完全失去抗性，Pm4a、Pm19、Pm21和Pm23，在抗病育种中仍有使用价值。利用分离的白粉菌生理小种对本实验室收集保存的31份一粒和二粒小麦种质进行了鉴定。鉴定出30份具有不同于含已知抗病基因材料抗病反应模式的抗病材料。为了从现有的小麦种质中发掘新的耐低磷新种质材料，在收集的48份材料中筛选出耐低磷的品种231104、231106和231122。在筛选过程中，采用相对生物量和根部特征等指标进行研究，揭示了耐低磷基因型耐受低磷胁迫的一些适应机理。结果表明，耐低磷基因型231104、231106和231122的相对生物量都在80％以上，特别是231122的相对生物量接近100％，与不耐低磷的基因型明显差异。231122在低磷胁迫的情况下比正常供磷的条件下的根部干重增加，根冠比明显上升，说明耐低磷基因型在低磷胁迫下优先保证根部的生长，从而吸收更多养分供应给植株生长需要。从根毛的形态来看，231104、231106和231122的根毛比231105和231111的根毛长且密，是促成前叁者的根系有效吸收磷的又一因素。
陈耀锋, 宋运贤, 李振岐, 陆和平, 郭东伟[8]2003年在《小麦抗条锈新种质的创制 Ⅰ.外缘抗条锈基因的导入》文中指出通过普通小麦与六倍体小黑麦杂交、多元回交和花培纯合 ,将小黑麦抗条锈基因导入普通小麦 ,获得了 12个在成株期对小麦条锈病菌流行小种免疫的新种质 ,其中 8个新种质在苗期对流行小种高抗。研究普通小麦与六倍体小黑麦的杂交特性结果表明 ,六倍体小黑麦×普通小麦与普通小麦×六倍体小黑麦两种杂交方式都有较高的杂交结实率 ,但前者种子发育好 ,出苗率高 ,后者种子胚乳发育不良 ,出苗率低。用普通小麦进行回交 ,可获得一定的结实率 ,种子出苗率较好。
王长有[9]2008年在《小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记》文中研究说明小麦白粉病(Blumeria graminis f. sp. tritici)是影响小麦生产的重要病害之一。培育抗病品种是预防白粉病危害,保证小麦稳产、高产最经济、有效和安全的途径。抗白粉病种质创新和抗病基因发掘对于小麦白粉病基因源的多样化和抗白粉病育种具有重要意义。本研究以筛选的抗白粉病材料为抗性基因供体,采用抗性定向选择和生物技术方法,专门开展了抗白粉病种质创新,并对创新种质的抗白粉病基因进行了染色体定位和分子标记,旨在为小麦育种研究者提供新的抗白粉病亲本材料和发掘新的抗白粉病基因,结果如下:1、以筛选的抗白粉病波斯小麦-小伞山羊草双二倍体Am9、抗白粉病兼抗条锈病野生二粒小麦AS846和小麦-簇毛麦易位系92R149为抗源,在组合“阿勃5B非整倍体/AS846”、“陕160/Am9//陕160”、“92R149/咸87(30)//小偃6号”后代,经抗病性定向选择,创制出农艺性状较好、抗白粉病新种质N9134和N9628-2,以及农艺性状好、兼抗白粉病和条锈病小麦新种质N95175。3个种质形态学已经稳定,细胞学鉴定结果均为2n=42=21Ⅱ。2、4个感白粉病普通小麦品种与N9134杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N9134杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例除阿勃5BM×N9134组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N9134的白粉病抗性由1对位于“5B”染色体上的显性基因控制。通过66对SSR引物(其中SSR位点位于5B上的17对)对陕160×N9134 F2代抗感分离群体的92个单株和陕优225×N9134 F2代抗感分离群体的84个单株的检测,发现位于5B上的SSR位点Xgwm67在双亲间和抗感池间存在多态性,并与抗性基因连锁,遗传距离为20.6cM,表明抗病基因位于5B染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第5部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因初步定位在5BL。用Xgwm67对N9134及其相关亲本野生二粒小麦品系AS846和普通小麦阿勃分析表明,该抗病基因来源于AS846,与亲本抗病性鉴定结果吻合,它不同于已有抗白粉病基因,可能是一个新基因,暂命名为PmAS846。N9134、AS846和阿勃的HMW-GS的分析结果为,6+8亚基对来自于野生二粒小麦AS846,表明N9134的1B染色体含有AS846的遗传物质。用66对SSR引物对N9134及其相关亲本分析发现,2A和5B染色体上含有AS846的遗传物质,根据位于小麦5B染色体的SSR位点对应引物的分析结果,推断N9134的5B染色体上至少存在5个易位断点。3、3个感白粉病普通小麦品种与N9628-2杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N9628-2杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代白粉病抗感比例除阿勃6AN×N9628-2组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N9628-2的白粉病抗性由1对位于6A染色体上的显性基因控制。通过110对SSR引物(其中SSR位点位于6A上的30对)对陕160×N9628-2 F2代抗感分离群体142个单株的检测,发现位于6A上的SSR位点Xwmc553和Xwmc684在双亲间和抗、感池间有特异性,并与抗性基因连锁,遗传距离分别是10.99 cM和7.43 cM,表明抗病基因位于6A染色体上,与非整倍体分析结果吻合。用中国春第6部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,将抗性基因定位在6AS。用Xwmc553和Xwmc684对N9628-2及其相关亲本Am9、普通小麦陕160、波斯小麦品系PS5和小伞山羊草品系Y39分析表明,抗病基因可能来源于小伞山羊草品系Y39,它不同于已有抗白粉病基因,可能是一个新基因,暂命名为PmY39-2。4、4个感白粉病普通小麦品种与N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代抗感分离比例均符合期望比例3∶1;一套感白粉病普通小麦缺体系或单体系与N95175杂交,F1代对白粉病均表现高抗,F2代白粉病抗感比例除阿勃6AN×N95175组合偏离期望比例3∶1外,其余均符合期望比例3∶1,表明N95175的白粉病抗性由1对位于6A染色体上的显性基因控制。通过Pm21的SCAR标记及Yr26的SSR标记Xgwm11和Xgwm18对N95175及其亲本92R149、咸87(30)和小偃6号分析,在N95175中扩增出与92R149相同的SCAR标记条带,而在感病亲本咸87(30)和小偃6号中没有扩增出该条带。Xgwm11和Xgwm18在N95175的扩增产物与抗条锈病亲本92R149相同,与2个感病亲本不同。结果表明,导入到N95175的抗白粉病基因和抗条锈病基因分别为Pm21和Yr26。
丁延庆[10]2017年在《利用杜仲几丁质酶基因EuCHIT1创制抗锈病小麦新种质的研究》文中指出普通小麦(Triticum aestivum)是世界上总产量和栽培面积最大的叁大粮食作物之一。小麦锈病是由担子菌亚门真菌引起的真菌性气传病害,是一种世界性重要病害。小麦感染锈病后,产量和品质均会下降。目前,小麦抗锈病品种的选育已经成为减少病害损失的主要途径,探索利用外源基因提高锈病抗性对小麦生产具有重要意义。本研究利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化法将杜仲几丁质酶基因(Eucommia ulmoides chitodextrinase gene,EuCHIT1)遗传转化小麦品种“贵紫3”、“AVS”、“铭贤169”和“SY95-71”,通过?葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase)组织化学染色和PCR鉴定筛选转基因植株,对转基因植株和野生型的农艺性状、几丁质酶活性、保护性酶活性、锈病抗性和病程相关蛋白基因相对表达量比较分析,取得以下研究结果:1、农杆菌介导小麦遗传转化本研究利用农杆菌介导小麦茎尖遗传转化法,将杜仲几丁质酶基因35S:EuCHIT1导入4个小麦品种(“贵紫3号”、“SY95-71”、“铭贤169”和“AVS”),筛选鉴定出小麦品种“AVS”T0代转基因植株25株,“铭贤169”T0代转基因植株20株,“SY95-71”T0代转基因植株24株,“贵紫3号”5株,将其中3个转基因植株(TP-1、TP-2和TP-3)繁殖获得T1代植株共51株。2、EuCHIT1基因表达对小麦农艺性状的影响将3个转EuCHIT1基因株系T1代植株及其野生型(“贵紫3号”)种植于田间,并对成熟期株高、旗叶长、旗叶宽、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等农艺性状进行了测定。结果表明,3个株系转基因植株与野生型农艺性状之间差异未达到显着水平,表明杜仲EuCHIT1基因表达对小麦的株高、穗长、千粒重等农艺性状没有造成明显的影响。3、EuCHIT1基因表达对小麦几丁质酶活性的影响对3个转EuCHIT1基因株系T1代植株及其野生型(“贵紫3号”)叶片的几丁质酶活性进行了测定。结果表明,转EuCHIT1基因植株几丁质酶活性平均为3328.63 U/g(FW),野生型植株的几丁质酶酶活性为2340.72 U/g(FW),转基因植株酶活比野生型高42.21%,差异达极显着水平。说明在组成型强启动子35S驱动杜仲EuCHIT1基因在小麦品种“贵紫3号”中超量表达,提高了几丁质酶的活性。4、EuCHIT1基因表达对小麦条锈病抗性的影响对转EuCHIT1基因T1代植株和野生型(“贵紫3号”)叶片接种小麦条锈菌后,观察其发病情况并进行条锈病抗性鉴定,结果表明,接种5 d后,野生型植株叶片开始出现病症,肉眼观察到条锈菌孢子,转基因小麦叶片在接菌后14 d才出现病症,转基因植株叶片发病时间比野生型推迟9 d,接种条锈菌14 d后,条锈病抗性鉴定结果为:转基因植株最大严重度(Maximum disease severity,MDS)反应型(Infection type,IT)分别为5%、1;野生型植株严重度反应型为20%、3。接种14 d后测定了小麦旗叶的病变长度,转基因植株旗叶平均病斑长度为4.50 cm;野生型植株旗叶病斑长度为9.60 cm,差异达到了极显着水平。说明EuCHIT1在小麦中的超量表达提高了小麦对条锈病的抗性。5、EuCHIT1基因表达对小麦对叶锈病抗性的影响对田间种植T0代转基因EuCHIT1植株及野生型(“AVS”、“铭贤169”和“SY95-71”)叶片接种小麦叶锈菌,当野生型品种充分发病时进行抗病鉴定。结果表明,转基因植株“SY95-71”、“铭贤169”和“AVS”的叶锈病平均最大严重度(Maximum disease severity,MDS)分别为62.00%、52.75%和58.50%,野生型3个品种分别为84.00%、68.50%和74.50%,转基因植株的MDS比野生型分别低35.4%、29.8%和27.3%。转基因植株平均病程曲线下面积(Area under the disease progress curve,AUDPC)分别为374.50、307.12和344.75,野生型3个品种分别为504.00、432.50和486.50,转基因植株的AUDPC分别比野生型低34.5%、40.7%和41.1%。野生型植株叶片叶锈菌孢子堆较大,且没有出现褪绿情况,反应型为4;大部分转基因植株虽然叶片叶锈病孢子大,但孢子堆周围出现了局部的褪绿现象,阻止了叶锈菌的扩散,反应型为3+。说明转EuCHIT1基因植株抑制叶锈病的病情扩散,提高了对叶锈病的抗性。6、EuCHIT1基因表达提高了小麦保护性酶的活性对未接种和接种条锈菌7 d后3个转EuCHIT1基因株系及野生型(“贵紫3号”)叶片的过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量进行了测定。接菌前,转基因植株叶片平均POD活性为40.96 U/g(FW),比野生型高25.41%,转基因植株叶片CAT和SOD平均活性与野生型相比无显着差异。转基因植株叶片MDA含量为5.61 nmol/g(FW),比野生型低35.44%;接种条锈菌7 d后,转基因植株叶片CAT、SOD和POD平均活性分别为211.91、448.37和81.30U/g(FW),野生型植株CAT、SOD和POD分别为159.95 U/g(FW)、294.38 U/g(FW)和37.87 U/g(FW),转基因植株比野生型分别高32.48%、49.76%和114.68%;转基因植株叶片MDA平均含量为8.69 nmol/g(FW),野生型植株为12.28 nmol/g(FW),转基因植株MDA平均含量比野生型低29.23%。说明转EuCHIT1基因植株抗氧化能力增强,从而减少了条锈病对小麦的损伤。7、EuCHIT1基因表达提高了小麦病程相关蛋白基因的表达对转基因植株和野生型接种条锈病,以小麦细胞分裂控制蛋白基因(Cell division control protein,CDC)基因作为内参,对接菌前、后3个转EuCHIT1基因株系及野生型(“贵紫3号”)叶片中病程相关蛋白1(Pathogenesis-related protein1,PR-1)、病程相关蛋白2(Pathogenesis-related protein2,PR-2)和病程相关蛋白5(Pathogenesis-related protein5,PR-5)基因表达量进行Real-time PCR分析。结果表明,接菌前,转基因植株中PR-1、PR-2和PR-5基因表达量均高于野生型,平均为野生型的1.14、6.61和3.87倍,接菌后,转基因植株表达量分别是野生型的2.14、3.41和7.55倍。表明转EuCHIT1基因植株中病程相关蛋白基因的表达得到了提高,可能与转基因植株抗病性增强有关。
参考文献：
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[9]. 小麦抗白粉病新种质创制及其抗性基因的染色体定位和分子标记[D]. 王长有. 西北农林科技大学. 2008
[10]. 利用杜仲几丁质酶基因EuCHIT1创制抗锈病小麦新种质的研究[D]. 丁延庆. 贵州大学. 2017
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