烟草青枯病抗病相关分子标记开发与抗性遗传定位

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烟草青枯病是由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种土壤传播细菌病害,也是影响到全球烟草生产的一种灾难性病害,具有寄主多、分布广和难以控制等特点,选育抗病品种是控制该病害最为科学有效的方法。本研究对采集自湖南、云南、山东、重庆和福建5个地区的菌株从形态特征、生化型和演化型3个方面进行鉴定;建立并优化了一套烟草青枯病苗期接种鉴定体系;利用219份烤烟品种组成的自然群体,通过全基因组关联分析在烟草基因组内定位与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,并预测了抗病候选基因;通过254份F2:3家系群体进行苗期室内人工接种鉴定和基因组简化重测序,构建了连锁遗传图谱,进行了抗病QTL定位。主要研究结果如下:1.以来自5个地区的青枯菌菌株作为试验对象,通过形态鉴定发现除HN菌株外的另外4株菌株均属于流动性较强且呈现中心淡红边缘乳白的强致病力菌株,通过生化型鉴定发现供试菌株均属国内常见的生化Ⅲ型,通过演化型分类框架发现供试菌株均属演化Ⅰ型,并分属序列变种15、17和34,选择了属于国内常见序列变种17的云南菌株YN-TC-2作为供试菌株。2.以菌液灌根法为基础,并进行了改进,通过梯度接种试验确认了菌液的最佳接种浓度为1.5×108 cfu/mL,此浓度下抗病对照反帝三号-丙与感病对照红花大金元的抗感差异最为显著。建立了一套快速、稳定且高效的烟草青枯病苗期土壤伤根灌菌恒温水浴鉴定体系。3.利用简化基因组重测序对219份烟草种质材料进行了高通量群体SNP位点分型,获得了384,904个可用的SNP位点信息,通过计算供试材料基因组连锁不平衡(LD),评估了烤烟品种群体的LD衰减距离,平均为256 kb。利用田间病圃对群体材料进行了自然发病条件下的青枯病病情指数调查,通过全基因组关联分析,在烟草基因组内定位到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23,977,382 bp处(C17_23,977,382),通过该区段内的基因注释,预测了4个抗病候选基因。4.以反帝三号-丙为抗病亲本,红花大金元为感病亲本,构建了含254份家系的F2:3群体。对该群体进行了烟草青枯病苗期人工接种鉴定和简化基因组重测序,构建了一个含349个上图标记的连锁遗传图谱,检测到2个抗性QTL区段,分别为qBTW-5-1和qBTW-12-1,可分别解释6.7%和7.1%的表型变异。
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