【摘 要】
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茎基腐病(Fusarium crown rot,FCR)是由镰孢菌属真菌引起的病原菌土传病害,该病害在六倍体普通小麦(Triticum aestivum L.AABBDD,2n=2x=42)中逐渐发展成一种新型的国际性土传病害,严重危害世界粮食作物,并造成重大经济损失。迄今为止,在六倍体小麦中还未鉴定到免疫或者高抗茎基腐病材料。节节麦(Aegilops tauschii,2n=2x=14,DD)是
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茎基腐病(Fusarium crown rot,FCR)是由镰孢菌属真菌引起的病原菌土传病害,该病害在六倍体普通小麦(Triticum aestivum L.AABBDD,2n=2x=42)中逐渐发展成一种新型的国际性土传病害,严重危害世界粮食作物,并造成重大经济损失。迄今为止,在六倍体小麦中还未鉴定到免疫或者高抗茎基腐病材料。节节麦(Aegilops tauschii,2n=2x=14,DD)是六倍体普通小麦的祖先种之一,蕴藏着丰富的遗传多样性、多种生物和非生物抗性(抗虫、抗逆、抗病等优异基因)。节节麦基因相对与其他野生近源种更容易导入六倍体普通小麦中,是改良六倍体普通小麦抗病最理想的野生近缘种。但目前针对节节麦茎基腐病抗性的研究鲜见报道,本研究期望从286份节节麦中鉴定到免疫或者高抗茎基腐病材料,通过进行茎基腐病抗性鉴定,获得表型数据,利用表型数据结合基因型数据进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS),获得显著关联的SNPs,然后进行候选基因预测,为进一步克隆节节麦抗茎基腐病基因奠定基础。本研究结果如下:1.完成了286份节节麦材料茎基腐病的抗性鉴定,筛选到5份中抗茎基腐病材料,且均属于Ae.tauschii ssp.tauschii亚种,丰富了节节麦在茎基腐病领域的研究。在接种后第23天和29天病情指数分别主要集中在10-20和30-40之间,分别占总数的44.056%和44.755%;病级分别主要集中在0.5-1.0和1.5-2.0,占材料总数的44.056%和45.105%。经过两次鉴定筛选到到5份中抗节节麦材料,且均属于Ae.tauschii ssp.tauschii亚种。两次鉴定病情指数的变异系数分别为34.844%和23.057%;广义遗传力为0.653-0.748,表明节节麦遗传力中等,多样性指数为0.830-0.890,说明节节麦的多样性高。2.相关性分析证明了,除抽穗期和开花期外,节节麦茎基腐病与株高、穗长、百粒重和粒长性状均无显著相关。节节麦茎基腐病与重要农艺性状进行相关性分析表明,节节麦茎基腐病与抽穗期和开花期显著相关,相关系数分别0.194(p<0.01)、0.148(p<0.05);节节麦茎基腐病与株高和穗长呈不显著相关。此外,茎基腐病与籽粒性状的百粒重和粒长无显著相关。3.检测到11个显著关联的SNPs。采用生物信息学分析锚定到1个与抗病相关的候选基因,丰富了茎基腐病在二倍体节节麦上的研究。节节麦茎基腐病的病情指数和病级均利用混合线性模型和一般线性模型进行全基因组关联分析,显著性阈值为-log10(p)≥3.0时,检测到11个显著关联的SNPs,这些标记分布在2D、3D、6D和7D染色体上。其中,均能在23天和29天检测到GDRF1KQ02F6UYY标记,该标记位于7D染色体上579.214Mb。此外,我们将显著关联的11个SNP位点的基因与水稻、拟南芥基因进行同源比对,注释到1个与抗病相关的AET2Gv20043300基因,该基因位于2D染色体上约10.157Mb,与拟南芥CRK15基因和水稻Os10g0200000基因同源,这个基因属于富含半胱氨酸的类受体激酶(Cysteine-rich receptor-like kinase,CRK),参与植物的抗病防御反应。
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