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分子标记技术是80年代中期以来随着分子生物学理论与技术的飞速发展建立起来的以遗传物质DNA为基础的新型的遗传标记体系,虽然其产生只有十几年时间,但已广泛应用于遗传育种领域,如构建分子遗传图谱、进行基因标记和基因克隆,重要农艺性状的标记辅助选择,物种亲缘关系及进化研究等。本研究利用分子标记技术(如RFLP、RAPD、SCAR、ISSR等)开展了有关小麦抗白粉病育种及小麦种内指纹图谱分析等以下4方面的研究。Ⅰ.与小麦白粉病抗性基因Pm6紧密连锁的RAPD标记的筛选 携小麦白粉病抗性基因Pm6的小麦—提莫菲维小麦渐渗系IGVI-463含有较小片段的提莫菲维渗入成分,可看成其轮回亲本Prins(不含任何白粉病抗性基因)的近等基因系,用700个随机引物在这对近等基因系间进行RAPD多态性分析,发现引物OPV20可在IGVI-463中产生大小为2kb的稳定的多态片段,将其定名为OPV202000。用引物OPV20在其它10个携Pm6的小麦—提莫菲维小麦渐渗系和提莫菲维小麦以及感病对照Prins中进行多次PCR扩增,发现OPV202000可稳定出现在供体亲本提莫菲维小麦和各渐渗系中,而感病对照始终缺少此DNA带。用引物OPV20在IGVI-463×Prins F2作图群体中进行RAPD分析,计算出标记OPV202000与Pm6基因间的遗传距离为3.O±2.2cM。用该引物在其它携Pm6的不同遗传背景的小麦品种或品系中进行分析,结果表明该RAPD标记可有效跟踪Pm6基因的有无,为Pm6的标记辅助选择及其克隆奠定了基础。Ⅱ.RAPD和SCAR标记在选择小麦抗白粉病基因Pm21中的应用及其稳定性分析 南京农业大学细胞遗传研究所培育的小麦—簇毛麦6VS/6AL易位系携有目前我国乃至世界上最有效的小麦抗白粉病基因Pm21。为了在小麦抗白粉病育种中充分地利用这一抗病基因资源,近年来本所致力于将Pm21回交转育到优良农艺亲本中去。为了提高选择效率,我们对 PmZI的 RAPD标记 OPH;。及山其转化来的SCAR标记在辅助选择PmZI中的稳定性及其应用价值进行了分析研究,经多次PCR分析表明PmZI的SCAR标记比其MPD标记稳定性和重复性较高,使用起来比较方便,而nPD.PCR对应条件敏感,需较高的PCR技术,尽管如此,不同研究者的结果表明OPH17仍不失为Pm21较为稳定的标记。山KAPD标记转化而来的SCAR标记是一种简便、快捷、值得推广应用于分子标记辅助选择的理想的分子标记。Ill.小麦白粉病抗性基因的分子标记辅助选择及抗性吕因的聚合 本研究采用了在早代进行抗性鉴定,淘汰感病株,保留抗病株继续种植、较晚世代吓。代)进行抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略,提高了选到聚合抗性植株的效率。利用与PmZ、Pm4a、Pms、PmZI紧密连锁或共分离的RFLP标记和 PCR标记(SCAR标记)对含有这些基因的优良品系间配制的杂交组的F。代进行了分子标记辅助育种选择,并结合抗性鉴定,筛选到14株Pm4a+PmZI的植株;16株 PmZ-Pm4a的植株,6株 Pm&,rn’21的植株,应该引起注意的是,PmZ+Pm4a对混合白粉病菌的抗性达到高抗至免疫水平,而PmZ和Pm4a单独存在时则抗性较差,表明聚合抗病基因植株的抗谱拓宽了,这为培育具有持久抗性的品系或品种提供了新的思路,它在实践和理论研究上都将具有重要意义。IV.ISSR标记在小麦揩纹困谱构建和运传多样性分析中的应用研究初棵 对ISSR标记在小麦种内指纹图谱构建和亲缘关系研究中的应用进行了初步探讨和应用评价。研究中采用了三套有代表性的小麦材料:一套是遗传背景非常相近的含Pm6的一系列小麦一提莫菲维小麦渐渗系;第二套是同一杂交组合产生的含有黑麦 IRS、呈不同易位类型的冬小麦矮盂牛 IIVll型系列种质,其遗传基础亦较为接近:第三套是一些来自不同国家和地区的小麦地方品种,遗传基础可能较为丰富。研究中使用了77个ISSR引物,发现三核昔酸或四核昔 二 酸的引物如(GAAL、(GATL、(AGAT*、(ACAT人等,在小麦中扩增谱带很少 或无扩增,而二核苦酸重复的引物扩增谱带较多,发现其中(AG佃、(AC加、(TG切 类引物扩增谱带最多,多态水平也较高。引物(AG)gTA可在携Pm6的各渐渗系 及其亲本中扩增出各不相同的谱带,而用RAPD分析无法获得这一结果;引物 汀G)0T可在矮盂牛系列种质及其亲本间扩增出各不相同的DNA谱带,将这 些种质区别厂来;引物(AC)ST、(AC。TG、(TG。GT和K 儿 可在小麦地方品 种中扩增出丰富而各异的DNA $带,而用MPD方法也无法获得类似结果。 研究结果表明,ISSR标记是一种简便、快捷、可有效用于遗传基础十分狭窄的 小麦种内指纹图谱分析和亲缘关系研究的有前途的分子标记体系,值得做更深 一步的研究和探讨。