荆州黑麦染色体2R和6R物理作图与抗白粉病基因区段定位
Physical Mapping of Rye Chromosomes 2R and 6R and Allocation of Powdery Mildew Resistance Genes
荆州黑麦(Secale cereale L.cv.Jingzhouheimai,JZHM)高抗小麦白粉病、纹枯病和黄花叶病等多种病害,是小麦改良的重要基因资源.前期研究已经育成八倍体小黑麦荆辉1号,选育出一批小麦-荆州黑麦异染色体系,并将抗白粉病基因分别定位于染色体长臂2RL和6RL.为精确定位、加快转移和利用荆州黑麦抗白粉病基因,研究首先从小麦EST、黑麦EST、小麦gSSR、大麦和短柄草基因组序列设计的637对引物中筛选出黑麦特异标记103个,多态率为16.2%.染色体定位获得染色体2R特异标记28个、6R特异标记9个.为提高标记筛选效率,利用白粉菌诱导上调表达的荆州黑麦转录组序列设计引物343对,从中筛选出黑麦特异标记185个,多态率为53.9%,染色体定位获得2R特异标记30个、6R特异标记12个,远高于本研究其它引物的16.2%,是开发黑麦特异标记的经济、有效途径.从前期研究获得的88份2R染色体结构变异体中,通过连续GISH/FISH和分子标记分析准确鉴定出17份稳定传递的结构变异体,包括7份整臂易位、6份小片段易位、3份大片段易位和1份缺失系.利用前人选育的两种端体和本文选育的17份变异体,将88个2R特异标记(包含前人筛选的30个)定位于2R染色体的13个区段,其中短臂3个区段,编号为2RS-1~3;长臂10个区段,编号为2RL-1~10,并将2R抗白粉病基因PmJZHM2RL定位于区段2RL-7,该区段包含18个特异标记,其中10个来自白粉菌诱导上调表达基因.分析表明,荆州黑麦6R携有高抗白粉病基因,并表现与供试其它白粉病抗性基因不同的抗谱反应,初步命名为PmJZHM6RL.通过自发易位、电离辐射和zebularine诱导,共获得了 55份6R结构变异体,从中选育出20份稳定传递的变异体,包括整臂易位11份、大片段易位2份、缺失系3份、端体2份和等臂染色体2份.结合前人获得的23个6R染色体特异标记,本研究利用这些变异体,将44个6R特异标记定位在6R染色体6个区段,其中短臂3个,为6RS-1~3,长臂3个,为6RL-1~3,并将6R抗白粉病基因PmJZHM6RL定位于区段6RL-2,该区段包含29个特异标记,其中9个来自白粉菌诱导上调表达基因.研究选育到14份抗病易位系,包括6份2R易位系和8份6R易位系,获得株高显著降低的2R易位系10份,千粒重显著增加的2R易位系1份,其中4份2R抗病易位系具有较好的农艺性状,为小麦遗传研究和抗病等改良提供了新种质.
- 作者：
- 刘朋
- 学位授予单位：
- 南京农业大学
- 专业名称：
- 作物遗传育种
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2015年
- 导师姓名：
- 庄丽芳
- 中图分类号：
- S435.12
- 关键词：
- 荆州黑麦；结构变异；分子标记；物理作图；染色体区段定位；抗白粉病
- Chinese rye Jingzhouheimai; structural aberrations; molecular markers; physical mapping; bin map; powdery mildew resistance;