罗马尼亚小麦Fundulea900中抗叶锈基因的遗传分析和分子作图

摘要

小麦叶锈病是由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的禾谷类锈病中分布最广的小麦主要病害之一。其适宜范围广,发生区域大,条件适宜可造成40％甚至更大的产量损失。在中国,小麦叶锈病尤以西南和长江流域一带发生最重,华北和东北部分麦区也发生严重。许多世界小麦种植区北美、欧洲、亚洲、澳洲、非洲等也都有发生,是影响小麦稳产高产的重要病害。而随着全球气候变暖,气候条件可能会更适合小麦叶锈病的发生和蔓延。培育和推广抗病品种是防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法。然而,小麦叶锈菌毒性基因的产生及劣势小种上升为优势小种,经常导致品种抗锈性的丧失。要想利用抗病基因控制叶锈病,必须了解和掌握主要抗源材料和推广品种中的抗性基因。因此,深入研究小麦抗叶锈遗传规律,持续不断地发掘新的抗病基因和培育持久的抗病品种对病害防治具有很重要的意义。
　　 Fundulea900是罗马尼亚小麦品系,在田间条件下对叶锈病,条锈病和白粉病具有良好的抗性,在抗病育种和生产上具有重要的应用价值。本研究以Fundulea900为材料,应用基因推导、抗性遗传分析和SSR分子标记技术初步明确了Fundulea900j辛抗病基因的位置及其遗传特性,主要取得了以下成果:
　　 1.利用基因推导法,通过比较Fundulea900及17个已知Lr基因品系对12个不同毒力的叶锈菌生理小种的抗病反应型,推导出Fundulea900中的抗叶锈基因与这些已知基因不同,可能含有新的抗叶锈基因。
　　 2.苗期鉴定中,用叶锈菌流行小种FHTT接种亲本Fundulea900、Thatcher及其杂交获得的F1、F2代群体及F3家系,观测各代的抗感分离情况,对Fundulea900进行遗传分析,结果表明:Fundulea900对生理小种FHTT的抗性由1对显性基因控制,暂命名为LrFun。
　　 3.利用SSR技术和分离群体分组法(BSA)分析F2代群体和F3家系,进行抗叶锈基因分子标记,1706个SSR标记用于亲本和抗感池间筛选,其中在亲本和抗感池有多态性的标记用于检测F2代群体和F3家系。作图软件Map Manager QTXb20用于进行连锁分析、构建抗病基因所在染色体的遗传图谱。结果表明Fundulea900携带的显性抗病基因LrFun位于7BL染色体。该基因与位于7B染色体的8个SSR标记(施wm344、Xwmc719、Xwmc10、Xgwm146、Xbarc50、Xwmc273、Xbarc32和Xbarc182)紧密连锁,遗传距离为2.2 cM到19.2 cM。其中在LrFun两侧最近的SSR标记为Xgwm344及Xwmc70,其遗传距离分别为2.2 cM和4.4 cM。用Xgwm344和Xwmc70检测90个F3家系,结果显示LrFun距Xgwm344和Xwmc70的遗传距离分别为4.4 cM和5.7 cM,与F2群体的分析结果基本一致。
　　 4.目前定位于7BL染色体的抗叶锈基因有Lr14a、Lr14b、Lr68和LrBi16。在苗期用12个叶锈菌种对Fundulea900和携带Lr14a、Lr14b、LrBi16基因的载体品种进行抗性鉴定,抗谱分析结果表明,LrFun的抗谱不同于Lr14a和Lr14b,此外,Lr68是成株慢锈基因,而LrFun是苗期抗病基因,显然不同于LrFun。LrFun和LrBi16在染色体上的距离较近,是否为同一个基因还有待进一步验证。