普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

以抗白粉病的日本小麦品种Fukuho-komugi和以色列小麦Oligoculm杂交F₁的DH（doubled haploid）群体107个系为材料，利用313个SSR标记和37个RFLP标记，对Fukuho-komugi和Oligoculm的白粉病成株抗性进行QTL分析。试验材料于2003－2004年度种植在北京、2003－2004和2004－2005年度种植在安阳，调查白粉病发病情况。构建了由350个位点组成的遗传连锁图，覆盖小麦21个连锁群，全长3 101 cM。采用复合区间作图法进行白粉病成株抗性QTL分析，在1A、2B、4B和7D上发现4个抗白粉病QTL，分别解释13.6%、6.6%、8.9%和12.7%的表型变异。抗白粉病基因及其紧密连锁分子标记的发掘，将为小麦抗白粉病育种的分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

调控小麦苗期性状的QTL定位

苗期地上部和根系的繁茂性对于小麦生长后期有重要影响,对调控小麦苗期性状的QTL进行定位,能进一步发掘调控小麦苗期性状的基因位点,有利于分子标记辅助选择育种.本试验以一套重组自交系群体为材料,检测了调控小麦苗期性状的QTL位点.共检测到调控4个性状的14个QTL位点,包括4个主效QTLs和10个微效QTLs,分布在3A、3B、4A、4B、5D、6A和6B共7条染色体上,贡献率在5.8％ ～ 18.4％之间.这些位点的发掘,有助于增进对小麦苗期性状的遗传基础的认识,并在小麦育种上具有潜在的应用价值.     

基于SNP和SSR标记的小麦品质性状的QTL定位

为给小麦品质性状的标记辅助选择提供备选分子标记,并进一步定位和克隆小麦部分品质相关性状的QTL,本研究利用普通小麦Heyne×Lakin杂交F2代单粒传获得的145个F8代重组自交系(Recombinantinbred line, RIL)群体,构建了含有2 082对标记(1 980对SNP标记和102对SSR标记)、总长度为2 120.13 cM的遗传连锁图谱,并利用该图谱对小麦连续两年的品质性状(蛋白质含量,湿面筋含量,淀粉含量和Zeleny沉降值)进行了 QTL分析。结果表明,共检测出11个QTL,其中,蛋白质含量有2个QTL,位于2A和5A染色体上,可解释的表型变异率6.94% 12.55%;湿面筋含量QTL有1个,位于5A染色体上,可解释的表型变异率8.40%~ 12.96%;淀粉含量QTL有3个,位于2A和5A染色体上,可解释的表型变异率9.78%~11.23%;Zeleny沉降值QTL有5个,位于2A、5A和7D染色体上,可解释的表型变异率4.75% 20.15%。其中5A染色体上存在这些品质性状QTL富集区,同时具有“一因多效”QTL位点。这个区段的发现,为小麦品质育种提供了参考依据。     

小麦品种周麦22抗叶锈病的QTL定位

小麦叶锈病（leaf rust）是对小麦危害最严重的真菌病害之一,原菌群体中新致病菌类型的不断出现导致部分抗叶锈病基因的抗性功能逐步丧失,不断发掘和研究利用新抗源基因、培育种植抗病品种是控制该病害最有效的方法。周麦22在田间成株期对叶锈病表现出良好的抗性,为解析周麦22成株期抗叶锈病的遗传基础,将周麦22与铭贤169杂交构建遗传群体,获得255个F_2:3家系群体,经2个年度的大田成株期抗叶锈病鉴定,并利用复合区间作图法对该群体的抗叶锈病QTL进行定位分析。结果显示,该群体成株期检测到2个抗叶锈病QTL位点,分别位于1BL和2BS染色体上,命名为QLr.hebau-1BL和QLr.hebau-2BS,分别解释9.62%~11.88%和16.89%~20.99%的表型变异,该位点对叶锈病抗性表现稳定,均来自抗病品种周麦22。初步的遗传定位结果显示,QLr.hebau-2BS可能为已知抗叶锈病基因LrZH22,而QLr.hebau-1BL是新的抗病QTL。     

小麦品系CH7034中耐盐QTL定位

鉴定小麦耐盐种质对于充分利用盐碱地和保障粮食安全具有重要意义。CH7034是本实验室自育的1份小麦耐盐品系,为了明确其耐盐性遗传规律和控制位点,利用CH7034与盐敏感品种SY95-71的重组自交系群体进行QTL分析。基于SNP芯片数据和盐害指数(salt injury index),在2A、2D、4B和5A染色体上共检测出6个QTL,分别为QSI.sxau＿2A、QSI.sxau＿2D、QSI.sxau＿4B.1、QSI.sxau＿4B.2、QSI.sxau＿5A.1和QSI.sxau＿5A.2。其中,QSI.sxau＿5A.1在3次盐胁迫试验中均能被检测到,具有最高的表型变异解释率(15.73%～20.18%),且不同于5AL染色体上已报道的其他耐盐位点。在QSI.sxau＿5A.1区间开发并整合了7个SSR标记,将LOD峰值进一步确定在SSR-D1处。基于转录组数据库,从QSI.sxau＿5A.1区段内筛选了12个响应盐胁迫的高置信基因。研究结果为CH7034耐盐位点的精细定位乃至克隆奠定了基础,也为小麦耐盐品种选育提供了新种质和分子标记。     

源于长穗偃麦草的小麦新品系CH7034抗白粉病基因的染色体定位

CH7034是一个兼抗小麦白粉病和条锈病的新种质材料,通过普通小麦与八倍体小偃麦"小偃7430"杂交、回交选育而成.为明确其白粉病抗性的遗传机制及抗性基因的染色体位置,用小麦高感品系"SY95-71"与CH7034杂交,所获F1、F2及其双亲在温室用白粉病E09菌系的15号小种接种,对CH7034的白粉病抗性进行鉴定和遗传分析.结果表明,无论是苗期还是成株期,CH7034对白粉病菌均表现为免疫,且具有与其抗性供体小偃7430及野生亲本长穗偃麦草相似的白粉病抗性,F1代抗病反应型为O或O'级,F2代抗感分离比符合R:S=3:1,说明CH7034抗性受显性单基因控制.用307对小麦微卫星引物对一个148株的F2群体进行分析,发现小麦微卫星标记xgwm311与抗病基因连锁,遗传距离为12.4 cM.用中国春缺-四体和双端体材料进一步验证与抗病相关的片段位于2A染色体的长臂上,进而将CH7034所含的抗白粉病基因定位于小麦的2AL上.     

小麦白粉病抗性QTL分析

本研究以国际小麦作图组织提供的(W7984×Opata85)重组近交群体为材料,2001－2002年对其亲本和114个株系进行了人工接种条件下的抗白粉病鉴定,并利用基于混合线性模型的复合区间作图软件QTLMAPER,进行了抗白粉病QTL分析,共检测到3个与小麦白粉病抗性相关的加性QTL,分别位于3B、5D、7D染色体上,可以解释42.8%的表型变异     

小麦抗源材料0911-3抗白粉病的主基因+多基因遗传分析

为了解小麦抗源材料0911-3对白粉病的抗性遗传规律,以0911-3为母本与极度感病品系1130-2杂交,产生P1、P2、F1、BC1、BC2和F2共6个家系世代,分别以倒二叶病害严重度(MDS)和病程曲线下叶面积(AUDPC)为成株抗性指标,应用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法进行遗传分析.结果表明,0911-3对白粉病的2种成株抗性指标的遗传基础基本是一致的,都符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型;2对主基因都具有负向加性效应,可以增强抗病性,显性效应为正向,感病基因具有部分显性作用;2对主基因间还存在各种相互作用,可以增强抗病性;分离世代以F2主基因+多基因遗传率为最高,MDS和AUDPC的遗传率分别为91.87％和92.22％.     

病原侵染早期小麦抗白粉病性状的构成因素剖析和QTL定位分析

以国际小麦作图组织提供的W7984×Opata85重组近交群体为材料,将白粉病抗性分解为互作早期不同时间点的乳突指数、乳突级别、吸器指数和二级菌丝指数等成分性状,在成分性状鉴定和统计的基础上,进行遗传分析和相关QTL定位。白粉菌侵染早期乳突指数和吸器指数随时间的变化趋势均受主效单基因的调控。数量性状分析共找到34个与抗白粉病相关的QTL (21个主效QTL),分布于小麦1B、1D、2B、3A、3B、3D、4A、4B、4D、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上。位于7B染色体上的QTL(QPmPI16.tn-7B)对乳突形成的影响极为显著,贡献率达48.7%,促进乳突形成的等位变异来自Opata85。不同成分性状存在共定位的QTL。成分性状的特异QTL提供了更多的有关抗白粉病遗传机制信息。     

小麦白粉病成株抗性和抗倒伏性及穗下节长度的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得了DH群体168个株系, 利用305个SSR标记对白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度进行了QTL定位研究。DH群体及两亲本于2005年和2006年种植于山东泰安, 2006年种于安徽宿州。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件, 共检测到12个加性效应位点和10对上位效应位点。在4D染色体上控制白粉病成株抗性的qApr4D, 贡献率为20.0%, 在各环境中稳定表达, 其抗病等位基因来源于抗病亲本豫麦57; 在7D染色体上控制小麦穗下节长度的qIlbs7D, 贡献率为12.9%, 在各环境中稳定表达。加性效应和上位效应对小麦白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度的遗传起重要作用, 并且基因与环境常常具有互作效应。以上两个QTL可分别用于小麦白粉病成株抗性和穗下节长度的分子标记辅助选择。     

120份小麦品种(系)重要性状功能基因的KASP检测

为了解120份小麦品种(系)重要性状功能基因的组成,本研究利用高通量的KASP标记技术对株高、抗叶锈病、抗条锈病、抗赤霉病、抗穗发芽和加工品质等性状相关的基因进行了检测。结果表明,供试材料的株高基因组成包含5种类型,分别是Rht-B1a/Rht-D1a (1份)、Rht-B1a/Rht-D1b (58份)、Rht-B1a+160/Rht-D1a (2份)、Rht-B1a+160/Rht-D1b (30份)和Rht-D1a/Rht-B1b (29份)。在抗病性方面,有69份材料含抗叶锈病基因Lr14a,3份材料含Lr68基因;抗叶锈病基因Lr21和Lr34、抗赤霉病基因Fhb1、抗条锈病基因Yr15在供试材料中均未发现。在抗穗发芽方面,68份材料为TaMFT-A1基因的Jagger-type抗穗发芽单倍型,21份材料为TaMoc-A1基因的Hap-H抗穗发芽单倍型,22份材料为TaSdr-D1基因的TaSdr-D1a抗穗发芽单倍型,84份材料为TaPHS1基因的Rio Blanco type抗穗发芽单倍型。在品质方面,83份材料为非1B/1R易位系,20份材料含高分子量麦谷蛋白亚基5+10,供试材料均不含Bx7OE。上述结果表明,对常规育种手段育成的高代品系进行KASP标记辅助选择可作为一种重要的分子育种策略,能显著地提高小麦育种效率。     

利用普通六倍体小麦和西藏半野生小麦杂交衍生的重组自交系定位小麦芒长QTL

芒长是普通小麦的重要农艺性状,受多个基因控制。本研究利用长芒的普通小麦郑麦9023与无芒的西藏半野生小麦Q1028构建一个重组自交系群体(186个株系);采用SSR和DAr T分子标记,构建覆盖小麦全基因组的遗传图谱(2597 cM)。基于重组自交系群体两年芒长表型数据,采用ICIM作图法对小麦芒长性状进行QTL定位分析。共检测到2个与芒长相关的QTL,即Qwa.sau-4AS和Qwa.sau-5AL。它们分别位于4AS和5AL染色体上,可分别解释7.4%和27.3%的表型变异。这2个QTL效应可能分别来源于钩芒基因Hd与抑芒基因B1。利用连锁标记进行基因型分析,表明Qwa.sau-4AS与Qwa.sau-5AL对芒长的抑制效果具有累加效应,且Qwa.sau-5AL效应强于Qwa.sau-4AS。本研究将为精细定位及克隆这2个QTL奠定基础。     

小麦种质N9659抗白粉病基因SSR标记研究

采用SSR技术对含有野生二粒小麦AS846抗白粉病基因的N9659进行了分子标记研究。用高感小麦白粉病的普通小麦品种陕160与N9659杂交,F1表现高抗,F2苗期抗病和感病植株的分离比例符合3∶1,表明N9659苗期白粉病抗性由1对完全显性基因控制;采用208对小麦SSR引物对"陕160×N9659"F2抗感池分析,筛选出3个在抗感池间存在多态性引物WMS67,WMS408和WMS604;经分离群体验证,该抗病基因与小麦染色体5B上的微卫星位点Xgwm67,Xgwm408和Xgwm604连锁,遗传距离分别为6.7,9.0和17.3 cM,该抗病基因可能来源于母本即野生二粒AS846,此基因不同于已有抗白粉病基因,可能为新基因。