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小麦白粉病是由专性寄生真菌小麦白粉病菌引起的一种危害小麦产量和质量的世界性病害。近年来小麦白粉病在我国乃至世界各地麦区普遍发生和大面积流行,危害程度日益严重,已成为影响小麦高产、稳产和小麦质量的重要障碍之一。如今随着科学技术的发展,新型分子标记技术也在不断地完善,研究人员运用分子标记的技术对小麦白粉病抗病基因进行定位,并对已成为筛选抗病基因的聚合体进行标记辅助育种,这种技术是选育和培养小麦抗病品种较为有效的方法。然而要进行分子标记辅助育种的基础就是要建立与抗病基因紧密连锁的分子标记,现在常用的分子标记技术包括了AFLP、RFLP、SSR等。在本实验中除了利用已知的SSR分子标记对抗病基因进行定位外,还首次采用了一种植物抗病性蛋白(PlantDiseaseResistanceProteins,简称PDRP)的双模体限定的方法设计引物来建立分子标记,并对小麦白粉病抗病基因的定位进行了初步的研究。
植物抗病性蛋白的双模体限定的方法主要优点和目的是缩小在全基因组的盲目筛查范围,提高建立分子标记的针对性。本实验选用的小麦实验样品材料分别是具有白粉病抗性的五爪麦(D57)、不抗白粉病但是抗赤霉病的品种苏麦三号和它们F6代的重组自交系群体。利用PDRP两个特征序列的双重限定设计的引物,用其兼并性引物扩增出了较为丰富的多态性条带,将这些多态性条带回收转化克隆进行测序,获得了几条比较有价值的位点。并用这些有价值的位点设计特异性引物扩增RIL群体。其中有六条引物扩增出丰富的多态性条带,将这些位点量化与抗病基因连锁作图,得出编号为DRP-4和DRP-8的两个标记与抗病基因紧密连锁,遗传距离分别为15.8cM和13.6cM。其中DRP-4的位点与小麦和speltoides山羊草的Tsn1基因高度同源,Tsn1基因已经定位在染色体5B上,相关的分子标记为Xfcp261-5B、Tsn1-5B、Xfcp380-5B,可以得出成株抗病基因AREG(在前期对苗期和成株期进行了抗性的鉴定与连锁分析,实验材料具有成株抗性命名为AREG,苗期抗性命名为SREG)很可能也位于在染色体5B附近,而DRP-8位点的特性较为复杂还有待进一步发掘,从而证明了植物抗病性蛋白的双模体限定的这种新方法在对抗病基因分子标记的定位上是有效的。在研究中还用了已知的SSR标记扩增RIL群体,其中有四个位点获得了较为丰富的多态性条带,通过连锁作图分析得到了抗病基因紧密连锁的分子标记Xmag6137和W6DS2,AREG与这两个分子标记间的遗传图距分别为10.2cM和17.6cM与。分子标记Xmag6137通过研究得知与一个抗病基因Pm2紧密连锁,位于染色体5DS,遗传距离为3.3cM,就可推出抗病基因AREG也可能位于染色体5D。
通过用PDRP两个特征序列的双重限定设计转化的特异性引物和SSR引物两所作图分析可知成株抗白粉病基因AREG位于标记Xmag6137和DRP-8中间位置并与它们有明显的连锁关系。那么也得出了植物抗病性蛋白的双模体限定的这种新方法在对小麦白粉病抗病基因的发掘和抗病基因位点的定位具有一定的价值。