小麦条锈菌中国鉴别寄主尤皮Ⅱ号抗条锈病基因的SSR标记与定位

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由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的小麦条锈病是小麦生产上重要病害,在世界范围内发生,我国尤为普遍而严重,是世界上最大的小麦条锈病流行区域。小麦条锈菌是专性寄生菌,目前虽然发现有性阶段,但鉴定小种致病基因的唯一途径仍是利用寄主的抗病基因。因此,研究小麦条锈菌鉴别寄主的遗传特点和抗性特点,将其抗病基因标记定位,可在基因水平上进行条锈菌生理专化研究和抗病性分析,使我国小麦条锈病的研究与世界接轨。尤皮Ⅱ号是我国具有特别鉴别力的小麦条锈菌鉴别寄主,标记并定位其抗条锈病基因,具有重要的理论意义与应用价值。本研究采用基因推导分析法、常规杂交分析法和SSR标记定位技术,利用以中国鉴别寄主尤皮Ⅱ号为基因供体,铭贤169为轮回亲本回交转育的近等基因系铭贤169*6/尤皮Ⅱ号,对尤皮Ⅱ号的抗条锈病基因进行遗传分析及分子标记与定位。研究结果如下:基因推导分析结果显示,近等基因系铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的8个株系(N1、N2、N6、N9、N11、N13、N17、N19)对所有供试菌系的抗性谱均比尤皮Ⅱ号抗性谱窄,尤皮Ⅱ号中4个抗条锈病基因在转育过程中被打开,并将8个株系通过抗性谱分析归为4类,明确了各株系的抗性谱。在此基础上,从8个株系中选择一个抗性谱最窄、且农艺性状与铭贤169相似的N9株系进行抗性遗传分析和分子标记定位。采用常规杂交分析方法,选用小麦条锈菌系CYR17,对近等基因系铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的N9株系及轮回亲本铭贤169,及其杂交后代进行抗性鉴定和统计分析,明确了铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的N9株系对CYR17的抗性由1对显性基因控制。采用SSR标记定位技术,利用随机选取小麦21条染色体上566对SSR引物,对近等基因系铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的N9株系及其轮回亲本铭贤169和抗性供体尤皮Ⅱ号的基因组DNA进行PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果显示,引物Xwmc170、Xcfa2043、Xgwm388、Xbarc160、Xbarc91、Xwmc245、Xwmc592、Xwmc317和Xgpw4170在近等基因系铭贤169*6/尤皮Ⅱ号N9株系与轮回亲本铭贤169间能稳定扩增出差异DNA片段,经F2代群体遗传连锁性检测,发现只有引物Xwmc170和Xcfa2043的扩增位点与N9中基因位点存在遗传连锁性。并将其定位在小麦的2AL上,为一个新的小麦抗条锈病基因,暂时定名为Yr53。Xwmc170和Xcfa2043标记位点与目的基因Yr53的遗传距离分别为0.5cM和6.2cM,该基因位于着丝点附近。Yr53在染色体2AL上的位置顺序为:着丝点-Yr53-Xwmc170-Xcfa2043。
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