大豆胞囊线虫病候选抗性基因Rhg4和GmHs1pro-1 SNP标记的开发应用及抗性新基因的发掘

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大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,SCN)给世界大豆生产造成了严重损失,抗病品种选育是目前最经济有效的防治方法,而发掘新抗性基因和鉴定新型抗病种质是培育持久性抗病品种的根本保障。本研究分析了SCN候选抗性基因Rhg4和GmHs1pro-1的序列多态性,并将Rhg4和GmHs1pro-1中发现的8个SNP转化成SNP标记,建立了FLDAS-PCR分型方法,分析了Rhg4、GmHs1pro-1在栽培大豆和野生大豆的SNP分布特点及其与SCN抗性关系,并利用130个SSR标记和开发的8个SNP标记分析了41份大豆新种质的基因型,为合理利用大豆种质拓宽抗性遗传基础以及SNP标记辅助选择提供理论依据和技术手段。  主要结果如下:  1、建立了FLDAS-PCR大豆SNP分型方法。该方法采用AS-PCR原理,针对单个SNP位点设计2个相差4~5bp的特异引物和1个公用引物,在2个特异引物3端第3和4碱基位置分别人为引入错配碱基来提高PCR特异性。PCR产物约100bp或150bp,用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳可同时检测纯合和杂合基因型。利用该方法已完成参试种质的Rhg4和GmHs1pro-1的SNP分析。  2、明确了大豆Rhg4序列多态性及其与SCN抗性关系。大豆Rhg4序列多态性较高。Rhg4五个SNP位点1592、1724、1760、2120和2387在野生大豆、地方品种和选育品种间以及选育品种和核心种质间的分布差异显著,为核心种质的补充和调整、利用野生大豆和地方品种丰富抗性遗传基础提供了理论依据。上述5个SNP位点在抗、感种质中的分布表明,Rhg4控制着大豆对SCN1、SCN3和SCN4的抗病作用。  3、明确了大豆GmHs1pro-序列多态性及其与SCN抗性关系。本研究获得了全长1477bp的GmHs1pro-1。与Rhg4相比,GmHs1pro-1的序列多态性略低。栽培大豆多样性明显低于野生大豆,这可能是人为选择的结果。3个SNP位点177、1036和1380在野生大豆与栽培大豆间的分布差异显著,为合理利用野生大豆拓宽大豆品种遗传基础提供了依据。上述3个SNP位点在SCN1、SCN3和SCN4抗、感种质中的分布表明,GmHs1pro-1可能与大豆对SCN抗性无关。  4、发现了SCN4抗病基因新种质。用130个SSR和8个基于Rhg4与GmHs1pro-的SNP标记分析了来自Hartwig×晋品系的41份大豆新种质,明确了其中31份抗病种质的基因型。Hartwig与晋品系亲本含有不同的SCN4抗病基因,关联分析检测到23个与抗性显著关联的SSR标记,其中6个SSR位点的抗病基因型来自Hartwig,其余17个来自晋品系亲本,其中晋品系亲本在LG D1b有至少1个SCN4抗病新基因。用Satt684和Sat400同时评价感病品系的准确率达100%,抗病品系的准确率达96.8%。
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