小麦抗叶锈基因Lr45的SCAR标记

【目的】建立小麦抗叶锈基因Lr45SCAR(sequenced characterized amplified region序列特征扩增区域)标记。【方法】以小麦抗叶锈病基因材料TcLr45和感病材料Thatcher为亲本,利用黑麦基因组特异的RAPD标记引物OPH20进行PCR扩增,对获得的与预期大小相同的1.5kb的特异片段进行克隆测序,并根据该序列设计一对特异PCR引物LRYR和LRYF,对TcLr45×Thatcher F2代单株构建的分离群体进行扩增,验证该标记与Lr45的连锁关系,Mapmaker3.0软件绘制遗传连锁图。【结果】该标记在TcLr45中扩增出单一条带,片段大小为1272bp(命名为Ypsc20H1272),而在感病亲本中则无扩增条带。F2代分离群体进行连锁分析,遗传距离为8.2cM,该标记为与Lr45连锁的SCAR标记。【结论】将Lr45的RAPD标记转化成SCAR标记。

小麦品系天95HF2抗叶锈基因定位

苗期基因推导表明,小麦品系天95HF2高抗我国目前多数叶锈菌生理小种。为了确定这一品系所携带的抗病基因,以天95HF2和感病小麦品种郑州5389杂交,获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT和PHTS分别对双亲及其杂交后代进行叶锈抗性鉴定并进行分子标记分析。结果表明,用叶锈菌小种FHTT接种F2代群体时呈现1对显性基因的抗感分离比例,经过亲本和抗感池间标记筛选以及F2代群体的标记检测,Lr1的STS标记WR003和位于5DL的SSR标记wmc443与该抗病基因连锁,遗传距离分别为2.9cM和3.1cM,根据抗性特点和染色体位置推断该基因可能为Lr1。用叶锈菌小种PHTS接种F2代群体时呈现2对基因的抗感分离,分子标记分析结果表明,其中一个基因为Lr1,另一个基因可能为LrZH84。

两个中国小麦品种中抗叶锈基因的遗传分析和基因定位

【目的】确定来自四川的两个小麦品种绵阳351-15和SW8588所携带的抗叶锈基因,为选育持久抗锈品种提供理论依据。【方法】在苗期用15个叶锈菌生理小种接种小麦品种绵阳351-15、SW8588和30个含有已知抗叶锈基因的近等基因系,推导2个材料中所含有的抗叶锈病基因,同时以小麦抗叶锈品种绵阳351-15和SW8588分别同感病品种郑州5389杂交获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT接种各亲本及其杂交后代,进行抗叶锈遗传分析,并利用SSR和STS标记进行抗叶锈病基因的分子定位。【结果】经苗期基因推导发现SW8588中含有未知基因不同于已知抗叶锈病基因Lr1,绵阳351-15中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种各F1和F2代群体,2个F2代群体抗感单株分离比例均符合3﹕1的理论分离比例,表明2个亲本对小种FHTT的抗病性均由1个显性基因控制。经过分子标记分析,在小麦材料绵阳351-15中发现该抗叶锈基因与位于5DL的SSR标记barc144和wmc765连锁,其遗传距离分别为8.9和20.8 cM,并同Lr1的STS标记WR003共分离,确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供;经分子标记检测SW8588中含有1对显性的抗叶锈病基因,暂命名为LrSW85,该基因位于5DL染色体上与Lr1的STS标记WR003共分离,该抗叶锈基因可能是Lr1的等位基因或紧密连锁基因。【结论】通过基因推导、遗传分析和分子标记等手段,确定小麦材料绵阳351-15中含有抗叶锈基因Lr1;小麦材料SW8588中含有抗叶锈基因LrSW85,该基因可能为Lr1的等位基因或紧密连锁基因。

2个小麦品种中抗叶锈基因的基因定位

通过苗期抗病基因推导,进一步利用FHPQ接种‘烟农15’和‘Thatcher’、‘ARCIN’和‘郑州5389’杂交得到的F2代群体进行抗叶锈鉴定,并进行标记筛选,明确‘烟农15’和‘ARCIN’中的抗叶锈病基因,并找到与之紧密连锁的分子标记。经苗期基因推导发现,这2个品种对多数叶锈菌小种表现为抗病,遗传分析结果表明,2个F2代群体的抗感分离比例均符合3∶1,表明这2个小麦品种的抗叶锈病基因由1对显性基因控制。利用标记分析结果表明,2个品种所含有的抗叶锈病基因与5DL染色体上与Lr1共分离STS的标记紧密连锁。结合基因推导、遗传分析和分子标记,表明这2个品种均携带抗叶锈病基因Lr1。

小麦慢叶锈QTL位点QLr.hebau-3DS的SSR标记开发

小麦叶锈病是小麦中分布最广的主要病害之一。挖掘抗病基因、选育抗病品种是防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法。本课题组前期研究中发现农家品种‘平原50’表现出优良的慢叶锈性,利用平原50/铭贤169 DH群体,在‘平原50’中定位了位于3DS染色体上的QLr.hebau-3DS基因,该基因能在多个环境中稳定检测到,表现出优良的抗叶锈性。本试验通过成株期对平原50/铭贤169 DH群体进行抗叶锈鉴定,并利用小麦参考基因组序列开发SSR分子标记,研究结果表明平原50/铭贤169 DH群体在田间表现出连续性分布,其抗性由多个微效基因控制;开发了5对在‘平原50’和‘铭贤169’中表现多态性的SSR分子标记,其中2对分子标记SSR126和SSR208与QLr.hebau-3DS紧密连锁。本研究为下一步QLr.hebau-3DS的图位克隆和慢锈抗病品种的培育奠定了基础。

叶锈菌诱导的小麦叶片cDNA文库的构建及其质量评价

由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病在世界各地产麦区均有发生,利用抗病品种是防治该病害最经济、安全、有效的方法。小麦抗叶锈基因Lr19是一个十分有效的抗叶锈基因,自1966年首次将该基因从长穗偃麦草转到普通小麦中,至今仍是一个应用潜力很大的抗病基因。本研究以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr19和叶锈菌04-15-8①(生理小种类型THTS)为材料,构建叶锈病菌诱导的小麦叶片cDNA文库。研究结果表明文库的克隆数为4.1×106,插入片段大小在0.5～3.0kb,平均插入片段大小1.0kb。因此该文库可用于基因克隆与分析,为研究小麦抗叶锈病相关基因提供条件。