分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究

分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究

王心宇[1]2000年在《分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究》文中进行了进一步梳理分子标记技术是80年代中期以来随着分子生物学理论与技术的飞速发展建立起来的以遗传物质DNA为基础的新型的遗传标记体系,虽然其产生只有十几年时间,但已广泛应用于遗传育种领域,如构建分子遗传图谱、进行基因标记和基因克隆,重要农艺性状的标记辅助选择,物种亲缘关系及进化研究等。本研究利用分子标记技术(如RFLP、RAPD、SCAR、ISSR等)开展了有关小麦抗白粉病育种及小麦种内指纹图谱分析等以下4方面的研究。Ⅰ.与小麦白粉病抗性基因Pm6紧密连锁的RAPD标记的筛选 携小麦白粉病抗性基因Pm6的小麦—提莫菲维小麦渐渗系IGVI-463含有较小片段的提莫菲维渗入成分,可看成其轮回亲本Prins(不含任何白粉病抗性基因)的近等基因系,用700个随机引物在这对近等基因系间进行RAPD多态性分析,发现引物OPV20可在IGVI-463中产生大小为2kb的稳定的多态片段,将其定名为OPV20_(2000)。用引物OPV20在其它10个携Pm6的小麦—提莫菲维小麦渐渗系和提莫菲维小麦以及感病对照Prins中进行多次PCR扩增,发现OPV20_(2000)可稳定出现在供体亲本提莫菲维小麦和各渐渗系中,而感病对照始终缺少此DNA带。用引物OPV20在IGVI-463×Prins F_2作图群体中进行RAPD分析,计算出标记OPV20_(2000)与Pm6基因间的遗传距离为3.O±2.2cM。用该引物在其它携Pm6的不同遗传背景的小麦品种或品系中进行分析,结果表明该RAPD标记可有效跟踪Pm6基因的有无,为Pm6的标记辅助选择及其克隆奠定了基础。Ⅱ.RAPD和SCAR标记在选择小麦抗白粉病基因Pm21中的应用及其稳定性分析 南京农业大学细胞遗传研究所培育的小麦—簇毛麦6VS/6AL易位系携有目前我国乃至世界上最有效的小麦抗白粉病基因Pm21。为了在小麦抗白粉病育种中充分地利用这一抗病基因资源,近年来本所致力于将Pm21回交转育到优良农艺亲本中去。为了提高选择效率,我们对 PmZI的 RAPD标记 OPH;。及山其转化来的SCAR标记在辅助选择PmZI中的稳定性及其应用价值进行了分析研究,经多次PCR分析表明PmZI的SCAR标记比其MPD标记稳定性和重复性较高,使用起来比较方便,而nPD.PCR对应条件敏感,需较高的PCR技术,尽管如此,不同研究者的结果表明OPH17仍不失为Pm21较为稳定的标记。山KAPD标记转化而来的SCAR标记是一种简便、快捷、值得推广应用于分子标记辅助选择的理想的分子标记。Ill.小麦白粉病抗性基因的分子标记辅助选择及抗性吕因的聚合 本研究采用了在早代进行抗性鉴定,淘汰感病株,保留抗病株继续种植、较晚世代吓。代)进行抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略,提高了选到聚合抗性植株的效率。利用与PmZ、Pm4a、Pms、PmZI紧密连锁或共分离的RFLP标记和 PCR标记(SCAR标记)对含有这些基因的优良品系间配制的杂交组的F。代进行了分子标记辅助育种选择,并结合抗性鉴定,筛选到14株Pm4a+PmZI的植株;16株 PmZ-Pm4a的植株,6株 Pm&,rn’21的植株,应该引起注意的是,PmZ+Pm4a对混合白粉病菌的抗性达到高抗至免疫水平,而PmZ和Pm4a单独存在时则抗性较差,表明聚合抗病基因植株的抗谱拓宽了,这为培育具有持久抗性的品系或品种提供了新的思路,它在实践和理论研究上都将具有重要意义。IV.ISSR标记在小麦揩纹困谱构建和运传多样性分析中的应用研究初棵 对ISSR标记在小麦种内指纹图谱构建和亲缘关系研究中的应用进行了初步探讨和应用评价。研究中采用了三套有代表性的小麦材料:一套是遗传背景非常相近的含Pm6的一系列小麦一提莫菲维小麦渐渗系;第二套是同一杂交组合产生的含有黑麦 IRS、呈不同易位类型的冬小麦矮盂牛 IIVll型系列种质,其遗传基础亦较为接近:第三套是一些来自不同国家和地区的小麦地方品种,遗传基础可能较为丰富。研究中使用了77个ISSR引物,发现三核昔酸或四核昔 二 酸的引物如(GAAL、(GATL、(AGAT*、(ACAT人等,在小麦中扩增谱带很少 或无扩增,而二核苦酸重复的引物扩增谱带较多,发现其中(AG佃、(AC加、(TG切 类引物扩增谱带最多,多态水平也较高。引物(AG)gTA可在携Pm6的各渐渗系 及其亲本中扩增出各不相同的谱带,而用RAPD分析无法获得这一结果;引物 汀G)0T可在矮盂牛系列种质及其亲本间扩增出各不相同的DNA谱带,将这 些种质区别厂来;引物(AC)ST、(AC。TG、(TG。GT和K 儿 可在小麦地方品 种中扩增出丰富而各异的DNA $带,而用MPD方法也无法获得类似结果。 研究结果表明,ISSR标记是一种简便、快捷、可有效用于遗传基础十分狭窄的 小麦种内指纹图谱分析和亲缘关系研究的有前途的分子标记体系,值得做更深 一步的研究和探讨。

田清震[2]2002年在《中国小麦部分种质遗传多样性分析及小麦抗白粉病分子标记辅助选择研究》文中提出小麦种质资源是小麦遗传学研究及育种的基础。本研究通过探索AFLP分子标记在小麦种质指纹图谱构建方面的应用,建立了我国普通小麦部分骨干亲本、大面积推广品种及特异种质的指纹图谱;对我国小麦种质不同生态区域、不同推广年代品种演变过程中的遗传多样性进行了分析,明确了我国小麦种质遗传多样性分布特点。通过AFLP分子标记,对本实验室近年来培育的几套抗白粉病近等基因系遗传背景进行了检测,明确其与轮回亲本的遗传相似程度及应用价值;对一个新的抗白粉病基因进行鉴定,找到与其紧密连锁的分子标记。在对用抗病基因进行分子标记跟踪的同时,探讨AFLP分子标记在小麦抗自粉病回交育种中应用的可行性,为进一步开发利用现有抗白粉病近等基因系,发掘新的抗白粉病基因提供理论指导。研究取得以下进展。1利用对甲基化敏感的内切酶MseⅠ-PstⅠ组合,建立了259份我国普通小麦种质的AFLP指纹图谱,包括245个差异性条带。引物组合M-CAC/P-ACA可以将97%的供试材料加以鉴别,部分材料还可以通过特征条带加以鉴别;利用AFLP区分品种适宜在品种数目(γ)的50%(1/2γ)到100%(γ),区分大量品种时,最少多态性条带数宜在80条以上。2在我国小麦骨干亲本中,来自我国的地方品种与国外种质及包含国外种质的育成品种,具有明显的遗传差异。我国生产上大面积推广品种遗传基础狭窄的现象仍十分严峻。建国以来,我国小麦品种遗传多样性的变化呈“V”形,即解放以来呈下降趋势,到六十年代达到最低,而后遗传多样性又有回升,但总的遗传多样性比解放前降低。3南方生态区遗传多样性略大于北方冬麦区,春麦区遗传多样性程度相对最低。地方品种表现较高的遗传变异,而现代育成品种的遗传多样性比较低。冬性小麦的遗传多样性明显大于春性小麦,二者之间存在比较大的遗传分化。4本实验室选育的近等基因系供体亲本之间存在很大的遗传差异,而近等基因系选系之间已达到很高的遗传一致性。5发现抗白粉病基因Pm21供体亲本及其近等基因系的特征条带,以及Pm13供体亲本及其近等基因系的特征条带,可用于抗白粉病基因及近等基因系的鉴定。6找到几个与抗白粉病基因紧密连锁的AFLP分子标记,分布于抗病基因两侧。鉴定到几个与轮回亲本百农3217遗传上较为相近的抗白粉病植株,选择这些植株继续进行回交,可提高选择的效率。

刘素兰[3]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》文中进行了进一步梳理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,达到极显著水平外,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。

纪剑辉[4]2006年在《小麦抗白粉病基因Pm6的分子标记筛选及定位》文中研究表明分子标记技术是二十世纪80年代中期建立起来的,它是一种以遗传物质DNA为基础的新型的遗传标记体系,目前广泛应用于遗传育种各个研究领域,如分子遗传图谱构建、基因标记和基因克隆、重要农艺性状的标记辅助选择以及物种亲缘关系及进化研究等。本研究利用分子标记技术(如SSR,STS,EST-SSR等)开展对小麦抗白粉病基因Pm6的分子标记筛选和定位研究,并初步探讨了一种新的开发STS分子标记的技术。1.与小麦白粉病抗性基因Pm6紧密连锁的STS标记的开发来自提莫菲维小麦的抗白粉病基因Pm6目前在我国大部分地区仍然是有效基因,筛选与其紧密连锁的分子标记特别是基于PCR的分子标记具有重要应用价值。本研究根据与Pm6紧密连锁的RFLP探针BCD135的DNA序列设计了四对STS引物,以含小麦抗白粉病基因Pm6的近等基因系及其轮回亲本“Prins”基因组DNA为模板进行PCR扩增。结果发现,引物STS003和STS004在抗、感病材料间未扩增出多态,引物NAU/STS_(BCD135-1)和NAU/STS_(BCD135-2)在近等基因系和“Prins”之间分别能稳定地扩增出两条和一条多态条带。以这两个引物进一步在(IGVI465×Prins)所构建的F_2分离群体共424个单株中进行扩增,应用Mapmarker 3.0软件分析分子标记扩增结果和抗白粉病表型鉴定结果,发现NAU/STS_(BCD135-1)和NAU/STS_(BCD135-2)与Pm6基因的遗传距离均为1.0cM。2.普通小麦(Triticum aestivum L.)-提莫菲维(T.timopheevi L.)近等基因系的区分和易位断点的判定研究采用小麦2B染色体上的约28对SSR标记、11对大麦2H染色体STS标记以及其他一些基于PCR的标记共对从瑞士引进的抗白粉病基因Pm6的八份近等基因系进行了分析,希望通过分子标记标图来确定8份材料中渗入的提莫菲维小麦染色体片段的大小,同时结合连锁图谱对这些材料进行了遗传标图。研究结果与陶文静1999年采用RFLP标记标图的结果基本吻合,通过研究,我们进一步确认IGVI465、IGVI464和IGVI463是渐渗片段最小的三个材料。另外,还分别找到了可以区别该套近等基因系的PCR标记,这为这些材料的育种应用以及标记辅助选择奠定了基础。3.麦类作物中一种新的开发STS分子标记方法的初步研究本研究开发与Pm6基因连锁的STS标记时,发现从RFLP探针中寻找具有简单重复序列(SSR)的STS标记在分子标记的开发中具有重要的应用价值。本章的重点便是希望建立一种新的开发STS标记的方法,首先采用专门的软件对来自RFLP数据库中的SSR位点进行分析,然后将那些含有SSR特征的的RFLP探针分类挑出,最后根据这些RFLR探针序列中的SSR位点的位置来设计引物。同时为了初步评价这种标记的有效性,我们对合成四对引物及在本研究中所开发的Pm6的连锁的STS标记NAU/STS_(BCD135-1)对一些遗传材料进行了分析。

陈国跃[5]2004年在《人工合成六倍体小麦的遗传多样性研究与抗条锈病新基因的发掘》文中研究指明众多的研究表明,栽培小麦狭窄的遗传基础不仅限制了作物产量和品质的进一步改良,而且使作物对生物性和非生物性环境胁迫的脆弱性增加:另一方面,小麦野生近缘种中存在有大量可用于小麦改良的优异基因。因此,发掘并利用野生近缘植物中的关键性基因源,对于拓宽小麦育种的遗传基础以及小麦育种和生产持续发展具有重要意义。 本项研究以分别引自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的97份和中国农业科学院作物品种资源研究所的16份人工合成六倍体小麦为材料,在进行抗白粉病和条锈病鉴定的基础上,分别从蛋白质和DNA水平对其遗传多样性进行了研究。获得以下主要结论: 1、在供试的113份材料中,54份材料对小麦白粉病菌15号生理小种具有抗性,其中16份呈免疫或近免疫;48份材料对条锈病生理小种条中31、条中32和水源14表现抗性,其中11份呈免疫或近免疫。 2、运用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术,对96份人工合成六倍体小麦分析结果表明,分离出的65条醇溶蛋白谱带在不同材料中出现频率的变化范围为1.04%-91.67%;在遗传多样性指数(H)及多态性信息含量(PIC)上,β(2.8066、0.9348)、ω(2.8778、0.8475)谱带区高于α(1.4311、0.7199)区;发现由3-5条组成、呈现整体遗传的醇溶蛋白群56个,这些醇溶蛋白群主要分布于γ-ω区及α区内:96份材料间的平均遗传距离为0.86,并在遗传距离为0.83水平上,将其划分为4个类群,类群间的关系基本反映了人工合成六倍体材料的系谱关系。 3、利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术,对103份人工合成六倍体小麦的高分子量谷蛋白亚基组成分析结果表明,在Glu-A1位点上共有5种变异类型,即“0”、“1”、“2~*”、“1’”和“2~(**)”,并以“0”为主;在Glu-B1位点上共发现12种等位变异类型,并以“14+15”、“7+8”、“6+8”三种类型出现的频率最高:在Glu-D1位点上也发现12种等位变异类型,值得注意的是,在该位点上出现了一未知亚基,该亚基的分子量比目前在普通小麦中发现的最小分子量的谷蛋白亚基12还小。此外,与普通小麦相比,某些分析材料的等位位点为杂合状态,存在潜在的遗传分化。 4、利用SSR分子标记技术,对95份人工合成六倍体小麦的分析结果表明,45对SSR引物(涉及A、B、D三个基因组6个同源群17条染色体共49个位点)共扩增出326个等位变异位点,平均每个SSR引物扩增出6.64个等位变异;在SSR位点多态性信息含量(PIC)和辛普森指数(SI)的表现上,D基因组(0.7792、1.7671)>B基因组(0.7037、1.36516)>A基因组(0.6561、1.2712):不同基因组在遗传相似性系数的表现上,A、B、D基因组分别为0.3887、0.3704和0.2526,说明不同材料间的遗传差异较大;通过UPGMA进行聚类分析时,由3个基因组分别聚类所得的树状图各不相同,说明人工合成六倍体小麦遗传多样性在不同基因组上存在差异。 5、条锈病抗性鉴定和遗传分析表明,人工合成六倍体小麦M08携带一个显性抗条锈病基因;利用SSR分子标记技术和F:群体分组分析法(BSA)研究表明,该抗条锈病基因位于小麦3BL,与微卫星分子标记WMs77一13ob。、WMS285一23ob。和WMsl31一】6卿具有连锁关系,其中与W-Msl31一,60bp之间的遗传距离为7.8 cM;结合系谱分析和抗条锈病基因推导分析,该基因来源于硬粒小麦,是一个新的小麦抗条锈病基因,暂定名为乃城。。 上述研究结果说明,本项研究所分析的113份人工合成六倍体小麦,不仅携带有大量的抗白粉病、抗条锈病和优质基因,而且具有广泛的遗传多样性,可作为栽培小麦改良的重要基因源加以利用。

丁晓娟[6]2006年在《对优质亚基、抗白粉病小麦的分子标记辅助选择方法研究》文中研究指明本研究以含Pm21的材料和含有5+10优质亚基的材料进行多基因聚合育种,并利用与Pm21基因相连锁的SCAR分子标记和控制1Dx5和1Dy10基因序列的特异PCR引物对其杂交后代进行分子标记辅助选择(MAS),通过分析得到以下结论: 1.利用5亚基和10亚基的特异PCR标记鉴定几个已知亚基组成材料的1Dx5基因型和1Dy10基因型与其SDS-PAGE验证结果相符,而且PCR标记的结果重复性好,特异性较强。说明利用1Dx5亚基和1Dy10亚基的特异PCR标记选择携带5亚基和10亚基的优质基因型不仅可行,而且准确可靠,用于小麦群体改良品质性状的辅助选择的有效率高,为优质小麦的分子辅助选择提高了可靠依据。 2.利用Pm21抗白粉病基因的特异SCAR_(1400)引物进行辅助选择,在贵农21×Neepawa杂交组合中,MAS选择正确率为95.3%;在JY970012×矮2002杂交组合中,MAS选择正确率为94.1%。两个组合MAS选择正确率相差1.2%。研究结果说明,该SCAR_(1400)引物与Pm21抗病基因的连锁较紧密,对在育种工作中进行Pm21抗病基因的标记选择十分有效,可以提高小麦抗病种质的育种效率,大大缩短育种进程。 3.通过亚基和抗病基因的PCR标记鉴定,在100个贵农21×Neepawa BC_1F_1后代群体单株和50个JYJY970012×矮2002 F_3后代群体单株中可选择到具有抗白粉病基因标记和不同亚基组合的不同单株。因而,通过分子标记辅助选择可以在较早的世代鉴定目的基因,为小麦的优质、抗病育种提供了进一步选育的材料,从而提高了选择的效率。 4.借助与抗病基因相连锁和与小麦品质基因相关的分子标记,初步建立优质抗病小麦育种的分子辅助选择体系,在育种过程中可以对早代材料进行亚基组成和抗病基因的分子标记辅助选择,可大大提高杂种后代选择的准确性和育种效率,从而缩短育种年限,加快小麦品种的繁育速度。

曹廷杰[7]2015年在《河南省小麦新品种(系)遗传解析》文中研究表明为了深入了解河南省近年来新育成小麦品种(系)的遗传基础,利用田间试验、温室抗白粉病接种鉴定、遗传学分析和全基因组扫描与关联分析方法,对河南省近年来育成和审定的小麦品种(系)进行了遗传解析,主要研究结果如下:1、利用华北地区流行的2个白粉菌菌株E09和E20对2009~2013年度参加河南省区域试验和预备试验的小麦新品种(系)进行白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2、Pm4a、Pm8和Pmm21基因连锁的分子标记检测了相关抗白粉病基因的分布。在鉴定的908个小麦新品种(系)中有199个抗E09,占21.9%;在鉴定的412个小麦新品种(系)中有39个抗E20,占9.5%,其中有15个同时抗E09和E20。在908个鉴定的小麦新品种(系)中,580个含有1BL/1RS,占63.9%,含有Pmm8或新的1RS来源抗白粉病基因;另有2个品种(系)含有6AL/6VS来源广谱抗白粉病基因Pm21,8个可能携带Pm2,2个可能含有Pm4a;6个品种(系)可能含有多个基因。2、对36个河南省小麦新品种(系)进行苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析,利用Illumina Infinium iSelect90K SNP芯片结合集群分离分析法(Bulked Segregate Analysis,BSA)规模化快速检测其携带的抗白粉病基因,同时利用与Pm4a、Pm4b、Pm8和Pm21连锁的分子标记检测相应的抗病基因。SNP芯片检测发现,24个品种(系)在抗、感池DNA间检测到一个显著差异多态性SNPs峰值,其中20个品种(系)在2AL染色体上有一个显著差异多态性SNPs峰值,推测抗病基因位于2AL染色体上,可能是Pm4位点的抗白粉病基因;利用已知的Pm4a和Pm4b分子标记Xgwm356和P1-P2未能在这36个品种(系)中检测到Pm4a和Pm4b抗白粉病基因,很可能是遗传背景不同所致。利用位于2AL染色体上多态性SNP序列开发了与2AL染色体上抗白粉病基因紧密连锁的分子标记wggc116-12,在开04131/石4185和中育9398/石4185两个F2小群体上证实与2AL染色体臂的抗白粉病基因紧密连锁,可用于这些在2AL染色体臂存在抗、感SNP多态性的品种中携带抗白粉病基因的检测。郑育麦518、新麦04077、国麦301和向阳3号分别在1BL、2DL、6AL和3BS染色体上有一个显著差异的多态性SNPs峰值,分子标记Xcau127检测证实国麦301中含有抗白粉病基因Pmm21。其它12个品种(系)在抗、感池DNA间检测到多个差异多态性SNPs峰值,推测可能含多个抗白粉病基因。这36个品种(系)中有21个含有1B/1R易位,但有7个品种(系)在抗、感池DNA间检测到位于1BL染色体上的多态性SNPs峰值,表明其可能含有不同于Pm8的新1B/1R易位或位于1B染色体的其他抗白粉病基因;宛麦999不含1B/1R易位,但在1BL上检测到多态性SNPs峰值,推测其含有其他抗白粉病基因。3、利用Illumina90k iSelect SNP标记技术对豫麦34及河南省2000~2013年审定的小麦品种共96个进行全基因组扫描,分析了其遗传多样性和遗传基础。结果表明,在所有SNP位点中,多态性比率为47.39%(38,661/81,587),多态性标记在基因组间分布呈现B>A>D。96个品种亲缘关系较近,两两遗传相似系数的平均值为0.719,变幅为0.552~0.998,且94.3%的品种间遗传相似系数在0.652~0.812之间;按UPGMA法将96个品种划分为7个类群。综合SNP和系谱分析,近10年河南省审定的96个小麦品种遗传多样性不够丰富,多数品种亲缘关系较近,在育种中迫切需要引入新的种质资源,拓宽遗传背景。4、利用Illumina90k iSelect SNP标记对94个小麦品种全基因组扫描数据和这些品种的抽穗期、成熟期、最高分蘖、成穗率、亩穗数、穗粒数、千粒重、株高、灌浆时间、灌浆速率等性状表现型数据进行了全基因组关联分析。对SNP基因型分析结果进行质量控制后,共有22846个SNP用于关联分析。分析结果表明,采用一般线性模型,在全基因组范围内共检测到311个SNP位点与上述10个性状显著相关,对单个性状的解释率R2值的范围为10~30%,其中42个SNP位点在全基因组水平上与性状显著关联。在2A、2B、2D、3A、4D、6A染色体上检测到70个SNP位点与亩穗数显著相关,其中,位于3A染色体上的Excalibur_c2311_1839对性状的解释率最高(20.7%);发现121个SNP标记与最高分蘖显著相关,86.78%的标记位于3A染色体上,其中29个在全基因组水平上显著相关,对性状的解释率范围10.75~28.29%;有31个SNP与成穗率显著相关,分布于1B、2A、7B、7D染色体上的,其中3个在全基因组水平上显著相关;另有45个SNP标记与株高显著相关,分布于1A、1D、2A、2B、3A、3D、4A、5B、7B、7D染色体上,对性状的解释率范围14.63%-30.28%,其中4个在全基因组水平上显著关联;检测到28个SNP标记与千粒重显著相关,其中4个在全基因组水平上显著相关,分布于2A、2D、3A、3B、3D、4A、5B、6B、7A、7B、7D染色体上;此外还检测到8个SNP与成熟期显著相关(1A、2A、2D、4D、7B)、7个SNPs与灌浆时间显著相关(3A和5B)、2个SNP与灌浆速率显著相关(7B、7D)、3个SNP与抽穗期显著相关(6D、7B);只检测到位于2B染色体上的SNPs Tdurum_contig67827_98与穗粒数显著相关,且在全基因组水平显著相关。同时检测到47个SNP标记同时与亩穗数和最高分蘖显著相关;2个SNP同时与灌浆速率和千粒重显著相关;1个SNP同时与株高、成熟期和最高分蘖显著相关;1个SNP同时与最高分蘖和成穗率显著相关。采用混合线性模型,在全基因组范围内只检测到3个与成穗率显著相关的SNP位点。这些标记需要进一步验证。

郝保军[8]2008年在《中国小麦条锈菌优势种群的AFLP分析及水源11-14SCAR标记的建立》文中指出小麦条锈病是我国小麦生产上的重要病害之一。合理使用抗病品种是防治小麦条锈病的经济有效措施。然而,品种抗锈性丧失是抗病品种应用中最突出的问题,研究表明小麦条锈菌新小种的产生和发展是引致小麦品种抗锈性丧失的主要原因。因而,弄清近年来我国小麦条锈菌主要小种及流行菌系的分子遗传关系以及监测小麦条锈菌生理小种的类型及小种组成的变化对于小麦条锈病的综合防治及抗病品种的选育具有重要的实际意义。来自陕西、甘肃、云南和山西等地近几年的监测结果表明,从出现的频率来看,条中32号仍是优势小种,但从变化趋势来看,Hybrid46类群出现的频率逐年下降,水源11类群呈逐年上升趋势,因此,本研究利用AFLP技术对我国近年来小麦条锈菌主要流行菌系,特别是水源11类群进行了DNA指纹分析和毒性分析;并用RAPD技术对水源11类群的8个致病类型进行了多态性分析,以寻找主要流行类型的特异性分子标记。具体研究结果如下:1.利用筛选出的19对引物中的10对引物对小麦条锈菌的12个生理小种或类型进行AFLP分析发现,不同引物的扩增条带数为23--61个,扩增片段分子量主要集中在200bp-750bp之间;在10对引物扩增得到的431个AFLP条带中,62﹪表现出多态性。2.利用AFLP技术对小麦条锈菌主要流行菌系特别是水源11类群的DNA多态性进行聚类分析并与毒性分析比较后表明:小麦条锈菌流行菌系之间无论是毒性特征还是DNA指纹特征都存在丰富的遗传变异,但二者是不相关的;水源11类群的不同类型之间并没有很近的亲缘关系,它们在遗传上不属于同一个来源。3.共选用了190条10碱基随机引物进行RAPD分析,发现其中94条引物可以得到稳定清晰的扩增图谱。对中国小麦条锈菌水源11类群的8个致病类型进行的RAPD分析显示:各致病类型间的遗传变异丰富,但一些基因组区段仍具有一定的保守性。4.本研究寻找到了水源11-14、水源11-4的特异性RAPD标记。通过对水源11-14特异RAPD片段的回收、克隆和测序,设计了一对特异PCR引物,并转化为SCAR标记。从以上实验结果来看,AFLP技术比较适合小麦条锈菌遗传分析和揭示小种(菌系)之间的亲缘关系。同时,通过规模寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,可以建立起中国小麦条锈菌流行生理小种的分子鉴定、检测体系。

张敏[9]2007年在《贵州省部分小麦种质资源SSR遗传多样性研究及指纹图谱构建》文中进行了进一步梳理小麦种质资源的遗传多样性是选育小麦新品种(系)以及对小麦进行遗传改良的基础。本研究利用SSR分子标记技术对我省75份小麦种质资源进行遗传多样性分析,从而明确所选材料的遗传变异程度。通过类平均聚类(UPGMA)对SSR标记结果进行聚类分析,明确我省小麦种质资源、省内育成品种(系)的遗传多样性及品种(系)间的亲缘关系,为拓宽我省小麦种质资源的遗传多样性提供一定的理论依据;同时,利用SSR标记构建了我省育成小麦品种(系)及部分特异小麦种质的SSR指纹图谱,对防止伪劣种子进入市场、保护育种家权益以及保护我省名、优、特小麦种质具有很重要的作用。研究结果如下:1在贵州省部分小麦种质资源中,省内种质资源与来自省外的种质资源具有明显的差异。75份小麦种质资源中的遗传距离变化范围为0.105~0.491,平均为0.298,表明我省小麦品种(系)与引进小麦品种(系)之间的遗传多样性较高;2贵州省育成小麦品种(系)和特异种质的遗传基础狭窄较为突出。我省育成小麦品种(系)及特异种质25份中绝大部分的遗传距离在0.190以下,揭示我省育成品种(系)及特异种质的遗传基础较为狭窄;3利用类平均聚类(UPGMA)对SSR标记结果进行聚类分析,明确我省部分小麦种质资源和省内育成小麦品种(系)及特异种质的遗传关系和亲缘关系,表明SSR标记能很好地将不同材料加以区分,并能把亲缘关系较近的品种(系)区分开来;4利用筛选到的6对SSR引物构建了贵州省育成小麦品种(系)及特异种质的SSR指纹图谱。6对SSR引物共扩增出58个等位片段,可将这25份小麦种质加以区分。将这6对SSR引物扩增的指纹图谱进行数字化,构成了这25个小麦种质的数字指纹。

马莹莹[10]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,达到极显著水平外,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。

参考文献:

[1]. 分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究[D]. 王心宇. 南京农业大学. 2000

[2]. 中国小麦部分种质遗传多样性分析及小麦抗白粉病分子标记辅助选择研究[D]. 田清震. 中国农业科学院. 2002

[3]. 小麦新种质N9628-2抗白粉病基因的分子标记遗传分析[D]. 刘素兰. 西北农林科技大学. 2008

[4]. 小麦抗白粉病基因Pm6的分子标记筛选及定位[D]. 纪剑辉. 南京农业大学. 2006

[5]. 人工合成六倍体小麦的遗传多样性研究与抗条锈病新基因的发掘[D]. 陈国跃. 中国农业科学院. 2004

[6]. 对优质亚基、抗白粉病小麦的分子标记辅助选择方法研究[D]. 丁晓娟. 贵州大学. 2006

[7]. 河南省小麦新品种(系)遗传解析[D]. 曹廷杰. 中国农业大学. 2015

[8]. 中国小麦条锈菌优势种群的AFLP分析及水源11-14SCAR标记的建立[D]. 郝保军. 西北农林科技大学. 2008

[9]. 贵州省部分小麦种质资源SSR遗传多样性研究及指纹图谱构建[D]. 张敏. 贵州大学. 2007

[10]. 小麦新种质N95175抗白粉病基因分子标记的遗传分析[D]. 马莹莹. 西北农林科技大学. 2008

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分子标记技术在小麦抗白粉病育种及指纹图谱分析中的应用研究
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