普通小麦条锈病成株抗性QTL定位与白粉病成株抗性QTL聚合

【摘要】小麦条锈病和白粉病（分别由Pucciniastriiformisf.sp.tritici，Pst和Blumeriagraminisf.sp.tritici，Bgt引起）是影响小麦生产的世界性病害。利用抗病品种是防治这两种病害最经济有效的措施。主效抗病基因能明显提高品种的抗病性，但由于病原小种易变而频繁丧失抗性。而由微效基因或慢病性基因控制的成株抗性能有效实现品种的持久抗性。本研究包括两个方面，一是发掘普通小麦Ibis条锈病成株抗性基因及其紧密连锁的分子标记，二是进行小麦品种百农64和鲁麦21白粉病成株抗性QTL（Quantitativetraitloci,QTL）聚合。1.德国小麦品种Ibis在甘肃陇南经连续15年田间鉴定，均表现优异的条锈病成株抗性。为分析Ibis的抗性遗传基础，本实验对237个Ibis/辉县红F3家系在3个环境下（天水2008-09、天水2009-10、成都2010-11）进行田间条锈病成株期抗性鉴定。田间除自然发病外并接种CYR32和CYR33等几个主要流行小种的混合菌，成株期调查病害严重度2次，最终选用最大严重度（Maximumdiseaseseverities，MDS)进行成株抗性QTL定位分析。237个F3家系的MDS值在3个环境下存在显著相关（P<0.01)，相关系数为0.45-0.78，平均MDS广义遗传力为0.75。用723对SSR标记对F3群体进行基因型分析，利用完备复合区间作图法，在Ibis/辉县红群体中检测到2个成株抗条锈性QTL，分别位于2BS和6BS染色体，暂命名为QYr.caas-2BS.1和QYr.caas-6BS，这两个QTL均来源于抗病亲本Ibis。其中QYr.caas-2BS.1位于标记区间Xgwm148和Xwmc360之间，在3个环境下均稳定存在，3个环境及平均值中分别解释表型变异的40.7、24.2、5.2和29.2%，为主效QTL。QYr.caas-6BS.1介于标记Xwmc487和Xgwm768之间，在2个环境及平均值中可解释表型变异的5.8、4.1和4.1%。两个QTL解释总表型变异的5.2-46.5%。利用作图软件IciMapping2.0分析表明QTL之间还存在上位性互作，可解释表型变异的13.9％。因此，QTL的加性效应和上位性效应共同决定Ibis的条锈病成株抗性。2.聚合成株抗性QTL是实现品种持久抗性的重要方法。小麦品种鲁麦21和百农64分别含有3、4个白粉病成株抗性QTL，对两个品种杂交、通过常规选择获得的21个F5纯合株系，利用与亲本所含成株抗性QTL紧密连锁的16个共显性SSR标记进行基因型检测，并在北京（2009-10、2010-11）进行成株期白粉病严重度调查。SSR标记检测结果表明，17个株系均聚合了来源于两个亲本的抗白粉性QTL，5个株系分别含有5个QTL，15个株系含有3-4个QTL，株系BFB12含有2个QTL。此外，10个株系均含有来自亲本百农64的1A、4DL和7A染色体上的3个QTL。12个株系的平均MDS和病程曲线下面积（Areaunderthediseaseprogresscurve,AUDPC）值均低于抗病亲本百农64和鲁麦21。在获得的11个QTL聚合基因系中，6个QTL聚合体的白粉病成株抗性均优于抗病亲本，它们均含百农64的QPm.caas-1A和QPm.caas-4DL以及1-2个其它QTL，说明将这两个QTL与其它来自于鲁麦21的QPm.caas-2BS、QPm.caas-2BL或QPm.caas-2DL进行聚合，可以有效选育抗白粉性高且抗性持久的小麦品种（系）。小麦品种Ibis中的条锈病成株抗性QTL及其紧密连锁的分子标记，可以用于抗病育种中的分子标记辅助选择。由两个白粉病成株抗性小麦品种百农64和鲁麦21杂交获得的具有抗性超亲的QTL聚合株系，为今后进行小麦白粉病或条锈病成株抗性QTL聚合育种提供了经验和方法。
【作者】白斌；
【导师】王成社；
【作者基本信息】西北农林科技大学，作物遗传育种，2014，博士
【关键词】小麦；条锈病；白粉病；基因定位；成株抗性；QTL聚合；

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