小麦抗条锈病基因Yr69的连锁标记开发

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小麦(Triticum aestivum L.)属被子植物门,禾本科,小麦属,有A、B、D三个基因组,属于异源六倍体,代表种为普通小麦。小麦条锈病是小麦生产中主要的真菌病害,严重威胁着小麦的安全与高产。小麦抗条锈病基因Yr69对我国小麦条锈菌小种具有广谱抗性,在小麦抗条锈病育种中具有广阔的应用前景。前人已通过SSR分子标记位点将抗条锈病基因Yr69定位在小麦bin 2AS5-0.78-1.00区段。为了获得连锁更加紧密的遗传图谱,提高分子标记辅助选择育种的效率,加快Yr69在小麦抗病育种中的应用,本研究利用当前流行的条锈菌小种CYR34,对亲本CH7086、Taichung29及它们构建的340个“Taichung29/CH7086”的F9代RIL群体进行了抗病鉴定,利用BSA-SNP技术对CH7086所包含的抗条锈病基因Yr69进行了重新定位,并根据中国春小麦基因组数据开发了与Yr69连锁的分子标记。最后利用这些连锁标记检测了中国小麦微核心种质和黄淮麦区种质资源,旨在探究Yr69在中国小麦品种及种质资源中的分布情况,明确Yr69在抗条锈病育种中的应用价值。主要研究结果如下:1.抗病鉴定结果表明,CH7086表现为免疫,感病亲本Taichung29表现为高感。340个RIL家系中,176个家系表现为纯合抗病型,159个家系表现为纯合感病型,5个家系表现为抗、感分离,抗、感病家系的数量呈双峰分布。由此推测,CH7086的条锈病抗性可能受一个主效位点控制。2.BSA-SNP基因分型结果显示,i Select 90K SNP芯片的81587个标记位点中,在抗、感亲本间存在多态性的SNP有9531个,占总标记数的11.68%;其中,在抗、感病池间存在多态性的SNP有3209个,占总标记数的3.93%;再筛选抗亲与抗病池一致、感亲与感病池一致,并去除信号缺失或等位位点为杂合型的SNP标记,共获得112个多态性SNP标记。根据SNP的物理信息位置推测,抗条锈病基因Yr69可能位于小麦2AS染色体末端0~30 Mb的区段。3.根据中国春IWGSC Ref Seq V1.0基因组数据,在中国春0~30 Mb基因组区段开发了208对SSR引物,其中116对引物可在亲本CH7086和Taichung29间扩增出多态性,再利用这些多态性引物在抗、感病小群体中进行筛选,最终筛选到14个与Yr69连锁的分子标记。4.利用筛选到的14个分子标记对340个RIL家系进行PCR扩增和分子作图,参考中国春小麦基因组数据IWGSC Ref Seq V1.0,将Yr69定位于2AS111和2AS171之间约7.76 Mb的染色体区段,两侧最近的连锁标记2AS111和2AS171与Yr69的连锁距离均为0.4 c M,并获得2个与Yr69共分离的分子标记2AS117和2AS127。5.利用连锁标记2AS111、2AS117、2AS127、2AS171对微核心种质资源和黄淮麦区种质资源进行分子标记检测,结果显示,微核心种质中仅有兴义4号检测到抗条锈基因Yr69,黄淮麦区种质资源中未检测到抗条锈病基因Yr69。因此,抗条锈病基因Yr69在小麦抗条锈病育种中具有巨大的育种价值和广阔的应用前景。
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