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小麦品种中梁16抗条锈病基因遗传分析与微卫星标记

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马东方+方正武+邱先进+等

摘要：中梁16具有适应性广、抗条锈性强等许多优良的生物学特性。为了给抗病育种和小麦条锈病的区域治理提供参考，利用中国当前流行的条锈菌小种CYR29对中梁16、铭贤169及其杂交群体进行抗条锈性遗传分析，并对其抗条锈基因进行SSR分子标记。结果表明，中梁16对CYR29小种具有良好的抗性，由1对显性基因控制，暂命名为YrZh16。该基因与位于小麦2AS染色体上的5个SSR位点Xbarc124、Xbarc212、Xwmc177、Xwmc602和Xwmc827连锁，遗传距离跨度从5.4cM到16.9cM。系谱分析该基因可能来自水源11。与已定位于2A染色体上暂命名抗条锈病基因的比较表明，YrZh16可能是一个抗条锈病的新基因。

关键词：中梁16；小麦条锈病；遗传分析

：S512.1：A：0439-8114（2014）22-5351-04

小麦（Triticumaestivum）是一种在世界范围内广泛种植的禾本科植物，种植面积多于水稻。小麦条锈病是影响小麦生产最重要的病害之一，该病害是由条形柄锈菌小麦专化型（Pucciniastriiformisf.sp.tritici）引起的世界性病害，在低温和潮湿环境下易发生，从小麦一叶期到成熟只要植物仍然是绿色都可以发生感染[1]。该病菌可随气流高空远距离传播，具有发病范围广、流行频率高等特点。虽然农药的大面积及时使用可以控制该病害，但要投入大量的人力、物力和财力，而且污染环境。国内外大量的研究表明，培育和推广抗病小麦品种是控制这一病害最有效、经济且环保的方法[2]。然而，小麦条锈菌群体毒性结构复杂，新毒性小种不断形成，由于利用小麦抗病类型单一，促进了新生理小种的形成并发展成为优势小种，致使小麦条锈病周期性流行。因此，不断地寻找、鉴定、引进新的抗条锈病基因，并对去抗条锈的遗传特点进行研究，增加抗病基因的多样性，是控制小麦条锈病发生流行的迫切任务[3]。

至今已有51个位点上的54个抗条锈基因（Yr1～Yr54）被正式命名[4]，另外还有数十个被临时命名的基因[5]，这些基因大部分表现小种专化性。分子标记技术的发展，为抗病基因的检测、标记与定位提供了更为快捷的手段，其中SSR（Simplesequencerepeat）标记在小麦抗条锈病基因定位和分子作图中被广泛应用，大部分已正式命名小麦抗条锈病基因均已获得与其紧密连锁的SSR标记。

中梁16（水源11/山前麦）是甘肃省天水市农业科学研究所选育的具有相对持久抗条锈病的冬小麦品种，综合农艺性状好。本研究旨在明确中梁16抗条锈遗传规律，挖掘其抗病基因，并获得与其紧密连锁的SSR标记，获得的分子标记将为小麦抗条锈病分子辅助育种提供有效的工具。

1材料和方法

1.1植物材料和条锈菌小种

用于条锈菌接菌测试的小麦品种包括：中梁16及其与铭贤169杂交后代F1、F2、F2∶3、BC1代群体。中梁16品种由甘肃省天水市农业科学研究所提供。

供试小麦条锈菌生理小种为：CYR29。菌种通过单孢分离法获得，并在中国鉴别寄主上重新鉴定确认。

1.2苗期抗条锈病遗传分析

将亲本、F1代、F2代、BC1代以及F2∶3家系小麦种子用1∶100的双氧水溶液浸泡消毒，蒸馏水中催芽24h，待萌发后播种到直径10cm的小花盆中，每花盆播种15～20粒，置于温室按常规方法培养。在供试小麦幼苗第1叶片充分展开，第2叶片露尖时用手指蘸水脱去叶表面的蜡质层，同时用蒸馏水配制条锈菌夏孢子悬浮液，用接种针蘸取悬浮液涂抹于叶片正面。接种完成后，保湿24h（黑暗、10℃）后转入温室内潜育发病[温度为15～17℃（昼）/10～12℃（夜），光照周期16h（昼）/8h（夜）]，并采用生物镝灯增加光照强度（光强9000lx）。约14d后待感病对照铭贤169充分发病时开始调查结果，反应型调查标准分为11级，即0、0；、0；+、1、1+、2、2+、3-、3、3+、4。其中0～2+为抗病类型，3-～4为感病类型[6]。统计双亲、杂交后代各株系的抗感分离比例，用卡方检验法对分离后代进行分析，明确供试品种对特定小种抗条锈性的基因数目及基因间关系。

1.3基因组DNA的提取和抗、感池的构建

基因组DNA提取用CTAB法[7]。参考Michelmore等[8]提出的抗、感池建立方法，将F2代群体的10株高抗单株DNA、10株高感单株DNA分别等量混合构成抗病基因池（BR）和感病基因池（BS）。构建抗感池的单株均经过F2∶3家系验证其纯合性。

1.4SSR标记筛选和遗传作图

根据http：//公布的小麦SSR引物序列，由上海Invitrogen生命技术