小麦抗条锈病基因YrJ22的精细定位和候选基因发掘

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小麦条锈病是由条形柄锈菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici Eriks.)引起的重要真菌病害,对小麦生产带来严重危害。抗病品种的选育及利用是防治小麦条锈病最环保、高效、经济的策略,抗病新基因的发掘和应用则是基因聚合和基因布局的关键。YrJ22是在济麦22中发现的一个对CYR32表现出高抗的显性抗条锈病基因,被初定位在2AL染色体上。本研究在初定位的基础上利用流行小种CYR32对抗条锈品种济麦22、高感品种Avocet S及以二者为亲本构建的后代F1、F2(5000株左右);济麦22EMS突变体(1200株左右)进行人工接种、病害鉴定和遗传分析。依据分离群体表型鉴定结果构池,利用集群分离分析法和转录组测序技术,结合小麦基因组序列信息,对YrJ22进行精细定位,发掘抗病基因紧密连锁或共分离的分子标记,为小麦抗条锈病育种提供实用标记;同时,利用EMS突变体和MutMap技术筛选候选基因,为该基因的克隆奠定基础。(1)通过对F2群体表型鉴定后,共得出1720株抗病株系和553株感病株系,经卡方检测,后代分离比例符合3:1(χ2=0.46,P1df>0.05);同时根据表型鉴定结果选择抗感单株构建抗感池,并使用RNA-Seq技术进行测定,分析得到2A染色体上得到与性状紧密相关的区域,区域大小为13.91 Mb。(2)对EMS突变体表型鉴定后,筛选出抗病材料990份以及感病材料32份,并根据单株的抗感性选择突变体子代样品进行MutMap测序分析。通过MutMap比对,在2A染色体上得到了与性状紧密相关的区域37.61 Mb。(3)在YrJ22被初定位在2AL的基础上,利用SSR标记所在染色体位置信息、RNA-Seq测序结果及MutMap结果分析,将其物理位置的大小锁定在4.68Mb的区间,并且在这个区域我们共注释到70个基因。通过对筛选出70个基因进行基因功能注释,共得到了 10个与抗性相关的基因,并将其作为为YrJ22的候选基因。
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