發(fā)布時間：2020-06-12 02:25

【摘要】：玉米(Zea mays L.)是我國種植面積最大、總產(chǎn)量最高的農(nóng)作物。腐霉莖腐病(Pythium stalk rot)是玉米生產(chǎn)上的重要病害,該病發(fā)生在玉米生育后期,在生產(chǎn)實踐中很難進行有效防治,選育和種植抗病品種是防治該病害最經(jīng)濟有效的手段。本研究利用人工接種的方法鑒定了1213份玉米種質對腐霉莖腐病的抗性反應,并對抗腐霉莖腐病種質進行了標記基因型鑒定與遺傳多樣性分析,發(fā)掘和定位了玉米自交系W21攜帶的抗腐霉莖腐病基因,為培育抗腐霉莖腐病玉米品種提供基礎材料和參考信息。主要研究結果如下:1.玉米抗腐霉莖腐病種質資源鑒定。采用人工接種對1213份玉米種質資源進行了抗腫囊腐霉(Pythium inflatum)莖腐病的鑒定與評價�？偣茶b定出高抗(HR)腫囊腐霉莖腐病的材料207份,占鑒定總數(shù)的17.1%,主要來自中國的內蒙古、河北、山西及美國等地�？剐�(R)材料159份,占鑒定材料數(shù)的13.1%,主要由源自中國的內蒙古、云南、山西和美國等地的種質構成。由此可見,玉米種質中存在較為豐富的抗腐霉莖腐病資源,且抗性水平與地理來源有關。自交系和農(nóng)家種中對腫囊腐霉莖腐病表現(xiàn)高抗(HR)的種質分別占鑒定種質總數(shù)的18.7%和10.6%,表明自交系中高抗腫囊腐霉莖腐病資源較農(nóng)家種更為豐富。2.抗腐霉莖腐病玉米種質標記基因型鑒定。為闡明玉米抗腐霉莖腐病種質的抗病基因背景,利用14個與抗玉米莖腐病基因連鎖的分子標記對抗腐霉莖腐病玉米種質進行抗病標記基因型鑒定,將196份種質鑒定為128種標記基因型,表明存在多樣的抗性基因組合方式。191份種質獲得與齊319、X178或1145中一個或多個的相同的擴增,表明97.45%種質可能含有與3個抗玉米莖腐病材料相同的抗病基因;粵61、鄭653、赤L136、白53和18--14共5份種質均未擴增出與齊319、X178和1145相同的標記基因型,可能攜帶其他抗莖腐病基因;遺傳背景相近的抗性種質分屬不同的標記基因型,表明抗病種質攜帶的抗病基因可能在育種選擇中發(fā)生了分離。3.玉米抗腐霉莖腐病種質遺傳多樣性分析。利用多態(tài)性SSR標記對抗病自交系進行遺傳多樣性分析,明確抗病種質的遺傳背景,為資源的有效利用和雜種優(yōu)勢模式確定提高參考信息。42對多態(tài)性SSR引物在54份抗病材料中共檢測出119個等位基因(Na),多態(tài)位點百分率(PPB)為99.17%,平均有效等位基因數(shù)(Ne)為1.7070,平均Nei's基因多樣性(H)為0.3999,平均Shannon's信息指數(shù)(I)為0.5844,平均多態(tài)信息含量(PIC)為0.5527,變幅為0.2061~0.7844;通過UPGMA聚類分析,54份抗病材料被劃分為2個類群,共6個亞群中,分別是旅大紅骨亞群、BSSS亞群、塘四平頭亞群、PA亞群、PB亞群、Lan亞群,表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性。結果表明我國6個雜種優(yōu)勢群中均含有較為豐富的抗腐霉莖腐病種質資源,其中PA亞群包含的抗病種質最多。4.玉米抗腐霉莖腐病基因定位。以抗病自交系W21和和感病品種掖107雜交產(chǎn)生的F_(2:3)群體作為抗性分離群體進行抗性遺傳分析,通過卡平方檢測(χ~2=2.7227,df=2,P=0.4364)發(fā)現(xiàn)W21對腐霉莖腐的抗性由2個顯性單基因RpiW21-1和RpiW21-2控制。利用集群分離分組分析法(BSA)并結合全基因組測序對W21攜帶的抗病基因進行分析,在全基因組范圍內總共檢測到28921925個SNPs和3338399個InDels,分布在玉米10條染色體上。通過對抗感池間的ΔSNP-index作圖發(fā)現(xiàn)5個與目標性狀關聯(lián)的區(qū)域(P0.01),分別位于4號、5號、6號和7號染色體上,總長度為19.36 Mb。最后選取20個SNP位點進行KASP標記開發(fā),并在F_2群體中進行基因分型檢測,最終將RpiW21-1和RpiW21-2分別定位到4號和5號染色體上。構建分子標記遺傳連鎖圖譜,發(fā)現(xiàn)6個KASP標記與RpiW21-1連鎖,標記KASP15和KASP17位于RpiW21-2兩側,物理距離約為1.71 Mb。
【圖文】：

第 1 章 文獻綜述第 1 章 文獻綜述米莖腐病研究概況米腐霉莖腐病癥狀霉菌引起的莖腐病主要為急性型或青枯型，該類型病情發(fā)展較快，通常，在天內，病株的地上部分就會因為缺水變枯，整株植物葉片迅速褪色，似開水灰綠色青枯狀[1-2]。玉米莖腐病主要從植株根系和莖基部開始侵染，導致根基部變褐，逐漸擴展至次生根和地上部分，直到病節(jié)髓部組織和整個根系褐色的腐爛，松軟呈水浸狀；發(fā)病后期莖內部變空變松，，穗柄變軟，果穗籽粒干癟，植株輕輕一推即倒伏[3]。

繁殖（圖 2-1A）。選用玉米籽粒作為腐霉菌再擴繁的培養(yǎng)基。首先，將玉米籽粒清洗 3 遍，然后將其浸泡在水中 12 h，放入蒸鍋大火煮沸 1 h，將煮軟后的玉米粒均勻裝入 1000 mL 的三角瓶中，每一瓶裝至 700~800 ml 處，用雙層封口膜封住瓶口，并用皮筋將其密封。裝好后的三角瓶放入高壓蒸汽滅菌鍋 121℃滅菌 30 min，等滅菌完成后的裝有玉米籽粒的三角瓶冷卻至室溫，將其轉移至超凈工作臺。將培養(yǎng)好的腐霉菌切成小塊，每個三角瓶接種 4~6 塊，在 25℃黑暗培養(yǎng) 2 周左右，直至三角瓶里的玉米籽粒長滿菌絲后即可用田間接種（圖 2-1B）。2.2.3 田間接種接種方法采用土埋傷根法，待玉米苗長至 10 葉期即可接種。首先，將培養(yǎng)在三角瓶里的長滿菌絲的玉米籽粒倒出來，放在有濾紙的白盒子里混均勻。接著，用鋤頭在玉米根系旁邊 5 cm 處開一條溝，切斷部分根系，然后，往開好的溝里沿著玉米根系均勻接種上帶有腐霉菌的玉米籽粒約 20~30 粒（圖 2-1C）。最后，用土覆蓋住接種物。接種完成后的當天進行灌溉，保證田間具有適宜的濕度，以利病原菌侵染繁殖。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S435.131

【參考文獻】

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本文編號：2708866