花生抗青枯病种质的遗传多样性及抗性分子标记

摘要

由Ralstonia solanacearum E.F.Smith引起的青枯病是我国及一些东南亚国家花生生产的重要限制因子，也是世界范围内花生最重要的细菌性病害。作为一种土传病害，花生青枯病难于以化学方法防治，其他防治方法(如栽培、轮作、生物防治等)效果也非常有限，应用花生品种的抗性是国内外最为经济可行的防治途径。20世纪80年代以来，我国花生青枯病的重要疫区(主要在长江流域和南方地区)基本普及了抗病品种的种植，显著降低了由于青枯病造成的直接经济损失。但是，目前推广的抗青枯病花生品种的产量水平普遍低于具有相同生态适应性的非抗病品种20％以上，多数品种也存在青枯菌潜伏侵染的危害，而且抗病品种的品质普遍较差，尤其是含油量和油酸含量偏低。由于这些品种缺陷的影响，青枯病区仍然是我国花生生产中产量和效益较低的地区。现有抗病品种的缺陷在很大程度上是因为过去育种中抗源亲本较为单一，遗传基础狭窄，抗性评价的条件要求较高，抗性表现受环境影响较大，这些因素在很大程度上影响了育种进展。针对这些问题，研究花生青枯病抗性种质的遗传多样性，发掘优良抗源种质，建立抗性的分子标记，对于深化花生乃至其它作物的青枯病抗性育种具有重要的理论和实用意义。 本研究以栽培种花生2个亚种4个植物学类型(变种)的31份对青枯病具有不同抗性的种质为材料，通过简单序列重复(SSR)和扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析了其DNA多样性，并与通过形态和种子品质性状揭示的表型多样性进行了比较。结果表明，不同类型抗青枯病花生种质之间除存在丰富的表型多样性外，也存在相对丰富的DNA多样性。所涉及花生种质基于SSR和AFLP多态性的聚类分析结果基本一致，密枝亚种的龙生型和普通型种质聚为一组，疏枝亚种的珍珠豆型和多粒型聚为另一组，疏枝亚种组的遗传分化相对大于密枝亚种组。结合花生的植物学类型、地理来源和部分人工改良品种的亲缘系谱分析，发现SSR的聚类结果与表型性状的聚类结果更为吻合，与栽培种花生的植物学分类系统、地理来源和亲缘系谱一致；而AFLP的聚类结果与植物学分类系统、地理来源和亲缘系谱存在微小差异，有4个含有密枝亚种亲缘但在分类上属于疏枝亚种的人工育成品种被AFLP方法聚类到密枝亚种组中，说明AFLP技术在检测花生不同亚种间基因组渗透中具有良好作用。感病的高产高油种质中花5号与密枝亚种的普通型及龙生型抗病种质之间的遗传距离较大，但与抗性育种中已被广泛利用的密枝亚种抗源种质协抗青、台山三粒肉等差异相对较小。 用抗青枯病花生品种远杂9102与感病品种中花5号和Chico杂交，从F<,2>代起用单粒传法构建了花生重组近交系群体(RILs)2个，在F<,6>代按株行混合收获，并在F<,6>和F<,7>代重复进行抗性鉴定。应用AFLP技术和BSA分析方法，通过224对AFLP引物组合对亲本中花5号和远杂9102的鉴定，筛选出45对能显示两个亲本差异的引物，进一步扩增由群体中极端抗病和感病个体组成的抗池和感池基因组DNA，筛选出2对能显示抗池和感池差异的引物，并以此鉴定中花5号与远杂9102杂交构建的重组近交系F<,6>群体，获得了与青枯病抗性基因连锁的两个AFLP标记“P3M59-500”和“P1M58-500“。根据群体抗性鉴定结果，结合AFLP分析数据并经两点测验，表明这两个标记与抗性基因间的交换值分别为8.13％和13.01％。换算后，两个标记与抗性基因间的遗传距离分别为8.73cM和13.93cM。 应用SSR技术和354对引物鉴定亲本远杂9102与Chico间的差异，获得能检测双亲多态性的引物45对，并以此扩增远杂9102与Chico杂交构建的重组近交系F6群体基因组DNA，结合重组近交系群体F<,6>和F<,7>的青枯病抗性鉴定结果，应用相关软件统计分析，绘制了栽培种花生部分遗传连锁图，图谱总长度为603.9cM，含29个标记(28个SSR标记和1个形态标记)共8个连锁群，另有17个独立的SSR标记未进入任何连锁群。获得了与青枯病抗性相关的SSR标记2个(7G02和PMl37)，位于该图谱的第l连锁群(G1)上，与青枯病抗性基因间的遗传距离分别为10.9cM和13.8cM。上述抗青枯病的SSR和AFLP标记均是国际上首次报道。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书

1前言

2试验材料与方法

3结果与分析

4讨论

5结论

参考文献

致谢

附录