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玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮饲作物,玉米的安全生产关乎我国粮食生产的安全。玉米南方锈病是由多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)引起的气传性病害,随着全球气候变化和感病品种的推广,现在我国热带、亚热带和黄淮海玉米产区均有广泛的分布,严重影响玉米的产量和品质。利用抗病品种是控制玉米南方锈病最为经济有效的方法,筛选抗南方锈病的玉米种质、发掘和鉴定南方锈病抗病基因和抗性QTL是进行抗病品种培育的基础。本研究对玉米种质资源进行了抗南方锈病鉴定与评价。以抗南方锈病自交系齐319和感病自交系掖478衍生的重组自交系和染色体片段置换系为材料,构建高密度遗传图谱,进行QTL定位和精细定位。研究主要结果如下:1、玉米种质资源抗南方锈病鉴定与评价:对337份国外引进玉米种质资源进行了田间人工接种和抗性鉴定,从中筛选出对南方锈病表现抗病(R)、中抗(MR)、感病(S)和高感(HS)的材料各57、105、95和77份,表明上述引进种质中含有较为丰富的抗性资源,为玉米抗南方锈病育种提供基础材料。2、重组自交家系结合高密度连锁图谱进行抗南方锈病QTL定位:对以自交系掖478为母本、齐319为父本构建的重组自交系群体的300个家系和亲本进行基因组重测序,共开发88,268个SNP位点,最终筛选出4183个在亲本间具有多态性的SNP,将其锚定在物理图谱上,构建的覆盖玉米10条染色体的高密度图谱,用于RIL群体的QTL定位。结合2年表型鉴定的结果,在玉米3、5、6、9、10号染色体上共鉴定出5个抗病QTL位点,可解释表型总变异的2.84%~24.15%,位于第6号染色体上的qSCR6.01效应值最高,是一个稳定的主效抗病基因,物理位置为75.30~78.25 Mb(B73 RefGen_v3)。3、染色体片段置换系和分子标记的筛选:根据齐319和掖478间丰富的遗传变异,从MAIZE GDB数据库公用引物和两亲本全基因组重测序信息中,筛选出在亲本间具有多态性的201对均匀分布在10条染色体上的标记,包括55对InDel标记和146对SSR标记。以掖478为轮回亲本,齐319为非轮回亲本,结合分子标记辅助选择,最终构建基于201对分子标记,覆盖玉米10条染色体的198个染色体片段导入系群体(BC5F3)。群体中各置换系背景回复率均在96%以上,消除遗传背景产生的影响。4、染色体片段置换系抗南方锈病QTL qSCR6.01精细定位:选取覆盖第6号染色体的6个置换系用于表型鉴定和定位,结果显示CL183的抗性水平与感病亲本之间存在极显著差异(P=0.0038),为携带qSCR6.01的置换系,置换片段位于umc1133~Y6q80标记之间。利用CL183和Ye478的杂交F2代进一步进行精细定位,最终将目标片段定位在标记Y6q78和Y6q79之间,物理距离为78.9 Mb到79.6 Mb。在该物理区间内共存在12个基因,其中GRMZM2G041822为丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶家族蛋白表达相关的基因,可作为玉米抗南方锈病候选基因。qSCR6.01是在第6号染色体上首次鉴定的抗南方锈病主效QTL,将为抗病品种的选育提供重要的基因资源和遗传信息。