小麥條銹病基因yry206的分子標記

小麥條銹病是我國水稻的首次疾病，每年都會發生，嚴重影響了我國小麥的產量和品質。使用抗病性藥物無疑是最經濟、最有效、最環保的方法。但由于多年來小麥的細菌和陽光的配合和演變，小麥的抗逆性逐漸喪失。因此，我們必須探索和探索小麥遺傳的基礎，挖掘、篩選、識別和改進新的抗銹性資源，并深入研究其遺傳特征。培養新長期抗旱小麥品種，避免抗源輪換，合理配置抗源，多樣化抗源，緩解抗強乃馨品種的抗銹性“喪失”具有重要意義。粗山羊草是一種野生雜草,是小麥的野生近緣屬種,是D基因組的供體,因起源于高濕地區,至今仍保持野生性,所以蘊含大量的抗病基因.粗山羊草蘊含了很多抗病基因,其中抗桿銹Sr33和Sr41基因,抗葉銹的Lr21、Lr22a、Lr32、Lr39、Lr42和Lr43基因,抗條銹Yr24和Yr28以及抗白粉病Pm2和Pm19基因都來自于粗山羊草.張海泉等用抗病粗山羊草與感病粗山羊草雜交,成功將抗小麥白粉病基因定位在2D和5DL染色體上;MirandaLM等從粗山羊草發現的Pm34和Pm35基因定位在5D染色體上;SunXiao-Li等利用此種方法標記在5DL標記了兩個抗小麥白粉病基因PmY170和PmY212.本研究通過粗山羊草間的雜交,確定粗山羊草抗病基因的顯隱性.利用Y206/Y121的F2代群體,對條銹病抗病性進行遺傳分析,并利用SSR分子標記對該抗病基因標記定位,以明確抗病基因的數量、類型和在染色體上的位置以及與已知抗條銹病基因間的關系,這對抗條銹病新基因的挖掘、已知抗性基因的合理利用以及為小麥育種提供優良抗病新種質具有積極的意義.1材料和方法1.1y17038份不同產地的粗山羊草(Ae34-39,Y121-126,Y168-Y170,Y201-Y208,Y212-226),由中國農業科學院作物所提供;條中29和條中31小種,由西北農林科技大學饋贈.1.2共感染材料抗體檢測抗病性鑒定:以高度感病的銘賢169小麥作誘發行,接種條中29和條中31混合菌株,待對照銘賢169充分發病后(約14d以后),對供試材料記載抗病性,分免疫(0)、近免疫(0;)、高度抗病(1)、中度抗病(2)、中度感病(3)、高度感病(4)共6級,并加用“+”、“–”表示輕重程度.粗山羊草間雜交,觀察結實率及后代育性情況,檢測部分雜交后代F1和F2代條銹病抗感分離情況.1.3ssr標記的篩選、聚丙烯酰胺凝膠電泳及熒光標記的合成按CTAB法提取粗山羊草基因組DNA,用0.8%瓊脂糖凝膠和紫外分光光度計檢測樣品的濃度和純度.SSR引物根據http://www.g/microsat/以及R?der等發表的序列合成.采用分離群體分組分析法篩選在抗、感池間出現穩定差異的引物,進而比較其在兩親本及F2代個體中表現出的多態性,驗證SSR標記與小麥條銹病抗性基因的連鎖關系.擴增產物用5%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離和銀染顯影.1.4利用kosampi函數進行用Mapmaker/exp3.0軟件對F2代分離群體的抗病性和分子標記的分離數據進行連鎖分析,利用Kosambi函數將重組率轉化為遺傳距離(Centimorgan,cM),用Mapdraw軟件繪制連鎖圖.試驗的抗病性鑒定和粗山羊草間雜交部分在中國農科院作物所試驗地中進行,后期的分子標記工作在河北經貿大學生物科學與工程學院實驗室完成.2結果與分析2.1y189y233和ae33ae3y14的粘結情況為了鑒定粗山羊草的遺傳力和篩選抗條銹病基因,進行了抗病粗山羊草與感病粗山羊草間的雜交.在11個雜交組合中,有兩個組合Y189×Y2272和Ae35×Ae34雜交未結實,占雜交數的18.18%.在雜交結實的組合中,Y121×Y168雜交組合結實率最高,達83.33%,Y214×Y2272組合的結實率較低,為8.33%,11個雜交組合平均結實率為36.64%(表1).雜交結實組合后代的發育及自交結實情況正常.2.2抗感分離和抗/幼雙組分標準選取條銹病免疫材料Y206和高度感病材料Y121雜交后代進行遺傳分析和抗病性鑒定.發現F1單株全部抗病,且表(Bulkedsegregantanalysis,BSA)鑒定與抗病基因連鎖的微衛星標記.在F2代分離群體中,分別選取10個高抗單株DNA和10個高感單株DNA等量混合,分別組成DNA抗病池(PR)、感病池(PS),用親本和抗病池、感病池對微衛星引物進行篩選.現為免疫,194個單株的F2代群體發生抗、感分離,其中150株抗病,44株感病,經卡方測驗,0.56<χ20.05=3.85,符合3:1的顯性單基因分離規律(表2).但由于雜交后代的個數較少,位于其它染色體上可能還有相應的抗病基因未被檢測到,該分離群體中可能含有1個來自抗病粗山羊草Y206的顯性抗小麥條銹病單基因,暫命名為YrY206.2.3yry206是抗銹病基因.利用BSA法,用756對小麥微衛星引物在抗病親本、感病親本、抗病池和感病池之間進行多態性分析,對篩選到的多態性引物進行小群體驗證,最終獲得38對引物具有多態性用F2作圖群體進一步篩選,紀錄擴增帶型,在3D染色體上獲得7對引物與YrY206連鎖的SSR標記,利用Mapmaker/exp3.0進行分析,結果表明Wmc11a、Xgwm71c、Xgwm161和xgwm183與YrY206處于一個連鎖群中,與抗病基因的遺傳距離分別是4.0cM、3.3cM、1.5cM和9.3cM,YrY206位于Xgwm161和xgwm183之間(圖1,圖2),定位在3DS染色體上,另外3對引物與YrY206不在一個連鎖群中.標記的排列順序與已經建立小麥整合圖譜一致.在3D上,目前還沒有小麥條銹病基因定位.因此,說明了YrY206是一個新的抗銹病基因.3抗條銹病基因本研究中,粗山羊草間雜交共做了11個組合,有2個組合出現了不育,發生了生殖隔離現象,說明粗山羊草亞種間雜交有生殖隔離現象出現,這與植物學上將粗山羊草分成Eusquarrosa和Strangulata兩個亞種的結果相一致.[1,2,14～21].來源于小麥野生近緣屬種的抗病基因在小麥生產上發揮了巨大的作用,何名召等用從硬粒小麥–粗山羊草人工合成小麥材料鑒定出抗小麥條銹病基因YrC108.KuraparthyV等從小傘山羊草組的卵穗山羊草中鑒定出抗小麥條銹病和葉銹病基因Yr40和Lr57.來自于粗山羊草的抗病基因陸續被發現和命名.如抗桿銹Sr33和Sr41基因,抗葉銹的Lr21、Lr22a、Lr32、Lr39、Lr42和Lr43基因,抗條銹Yr24和Yr28以及抗白粉病Pm2、Pm19、Pm34和Pm35基因都來自于粗山羊草,來自于小麥D基因組供體的粗山羊草上的抗病基因正成為小麥抗病育種的來源和補充.來自于粗山羊草的抗條銹病基因有Yr24和Yr18,分別定位在1BS和4DS染色體上,而本研究發現來自粗山羊草的抗小麥條銹病的基因YrY206定位在3DS染色體上,與上述兩個基因在不同的染色體上,因此可以認定三者不是相同的基因.YrY206是新的抗病基因.YrY206經過多年連續試驗,證明對我國條銹病優勢小種條中29、條中30、條中31和條中32具有持久抗病性,且全生育期抗病.抗病粗山羊草Y206中含有的YrY206基因作為條銹病優良主效抗病基因,為小麥抗條銹病基因分子標記