【摘要】：小麥(Triticum aestivum L.)是世界各地廣泛種植的禾本科(Gramineae)植物。中國北部麥區(qū)小麥地方品種遺傳多樣性豐富,攜帶大量抗病、抗逆基因,是改良現(xiàn)代小麥品種重要的種質(zhì)資源。小麥條銹病(wheat stripe rust or yellow rust)是由條形柄銹菌小麥專化型(Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks.Henn.)病原菌引起,會對小麥產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。本論文以93份中國北部麥區(qū)小麥地方品種為試驗材料,通過多環(huán)境下條銹病抗性及產(chǎn)量性狀表型鑒定,以期篩選出條銹病抗性穩(wěn)定表達、且可直接用于當(dāng)前條銹病抗性育種的種質(zhì)資源。利用SSR分子標記和小麥DArT-seq高通量芯片技術(shù)對中國北部麥區(qū)小麥地方品種進行全基因組分子掃描,基于表型-標記關(guān)聯(lián)分析,發(fā)掘控制中國北部麥區(qū)小麥地方品種條銹病抗性關(guān)鍵位點,為豐富和利用我國北部麥區(qū)小麥地方品種條銹病抗性基因資源提供分子依據(jù)。獲得主要研究結(jié)果如下:1.在4個人工接種誘導(dǎo)環(huán)境下(2015崇州、2015綿陽、2016崇州和2016綿陽)對93份中國北部麥區(qū)小麥地方品種成株期條銹病抗性進行系統(tǒng)表型鑒定。共鑒定出17份條銹病抗性穩(wěn)定表達種質(zhì)資源;結(jié)合室內(nèi)苗期抗性鑒定,3份地方種質(zhì)表現(xiàn)為全生育期抗性。2.利用160對SSR標記對中國北部麥區(qū)小麥地方品種進行分子掃描,獲得140對多態(tài)性引物。遺傳多樣性分析表明:全基因組水平SSR標記多態(tài)性信息含量(PIC)和基因多態(tài)性指數(shù)較高(0.2136和0.2518)。SSR標記群體結(jié)構(gòu)分析將中國北部麥區(qū)小麥地方品種劃分為GP1和GP2兩個亞群。3.利用高通量小麥專有DArT芯片對中國北部麥區(qū)小麥地方品種進行全基因組鑒定,獲得7107個有效DArT標記。遺傳多樣性分析表明:全基因組水平DArT芯片多態(tài)性信息含量(PIC)和基因多態(tài)性指數(shù)較高(0.2607和0.3209)。DArT標記群體結(jié)構(gòu)分析也將中國北部麥區(qū)小麥地方品種群體劃分為GP1和GP2兩個亞群。4.采用TASSEL軟件混合線性模型(MLM),基于SSR分子標記,共鑒定出1個SSR標記與苗期條銹病抗性關(guān)聯(lián),8個與成株期條銹病抗性關(guān)聯(lián)。這些與小麥條銹病抗性顯著關(guān)聯(lián)位點分別位于小麥8條染色體上:2A、2B、3D、5A、5B、5D、6A、7D。結(jié)合已構(gòu)建的小麥條銹病抗性基因一致性圖譜分析發(fā)現(xiàn),控制中國北部麥區(qū)小麥地方品種條銹病抗性SSR標記Xgwm312-2A,Xgwm174-5D,Xgwm499-5B,Xcfd223-3D,Xgwm169-6A,Xbarc172-7D和Xbarc126-7D可能是前人未報道的與條銹病關(guān)聯(lián)的新標記。Xcfd223-3D、Xgwm169-6A和Xbarc172-7D可能為一因多效標記。進一步利用Breseghello提出的無效等位變異(null allele)方法對與條銹病抗性顯著關(guān)聯(lián)SSR標記進行優(yōu)異等位變異分析,發(fā)現(xiàn)1個SSR標記的優(yōu)異等位變異位點Xcfd223-A3與條銹病性狀反應(yīng)型、嚴重度和病情指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)。5.采用TASSEL軟件混合線性模型(MLM),利用DArT芯片共鑒定出16個與中國北部麥區(qū)小麥地方品種條銹病性狀顯著關(guān)聯(lián)標記。其中,4個標記與苗期條銹病抗性顯著關(guān)聯(lián),12個與成株期條銹病抗性顯著關(guān)聯(lián)。結(jié)合已構(gòu)建的小麥條銹病抗性基因一致性圖譜分析發(fā)現(xiàn),控制中國北部麥區(qū)小麥地方品種條銹病抗性位點QAUDPC.sicau-7B可能是一個前人未報道的新位點。6.條銹病人工接種誘導(dǎo)脅迫多環(huán)境下,利用SSR標記技術(shù)對中國北部麥區(qū)小麥地方品種產(chǎn)量性狀進行全基因組關(guān)聯(lián)分析,共檢測到7個SSR標記與產(chǎn)量性狀關(guān)聯(lián)。其中,2個SSR標記與小穗數(shù)關(guān)聯(lián),3個與小穗粒數(shù)關(guān)聯(lián),1個與穗長關(guān)聯(lián),1個與穗粒重關(guān)聯(lián)。其中,位于1B、3B和7B染色體上的SSR標記Xpsp3000-1B,Xgwm273-1B,Xbarc133-3B和Xgwm344-7B與已報道的條銹病抗性位點一致。條銹病人工接種誘導(dǎo)脅迫多環(huán)境下,利用DArT芯片技術(shù)對中國北部麥區(qū)小麥地方品種產(chǎn)量性狀進行全基因組關(guān)聯(lián)分析,共檢測到24個位點與產(chǎn)量性狀關(guān)聯(lián)。7個DArT標記與小穗數(shù)關(guān)聯(lián),11個與小穗粒數(shù)關(guān)聯(lián),5個和穗長關(guān)聯(lián),1個和穗粒重關(guān)聯(lián)。其中,QTL位點QKNS.sicau-7D,QKNS.sicau-2B.2,QSN.sicau-4B,QSN.sicau-6A和QSL.sicau-7B均與條銹病抗性具有遺傳牽連效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.121.42
【圖文】：

研究路線

圖 2-1 實驗材料在中國十大麥區(qū)的分布Fig.2-1 Distribution of Chinese wheat landraces in 10 major agro-ecologicalproduction zones of China表 2-1 實驗材料的分布及數(shù)量Table 2-1 The distribution and quantity of experimental materials省份 份數(shù) 麥區(qū)內(nèi)蒙古 12 北部春（播）麥區(qū) Ⅶ山西 2 北部春（播）麥區(qū) Ⅶ北京 1 北部春（播）麥區(qū) Ⅶ陜西 29 北部冬（秋播）麥區(qū) Ⅰ山西 19 北部冬（秋播）麥區(qū) Ⅰ河北 11 北部冬（秋播）麥區(qū) Ⅰ北京 7 北部冬（秋播）麥區(qū) Ⅰ甘肅 6 北部冬（秋播）麥區(qū) Ⅰ

條銹性狀中反應(yīng)型采用 GB/T19557.2-2004 6 級分類法（圖2-2）：0（免疫）、0；（近免疫）、1（高抗）、2（中抗）、3（中感）、4（高感），其中 0、0；、1、2 為抗病反應(yīng)型，3 和 4 為感病反應(yīng)型；嚴重度是條銹菌夏孢子侵染面積占葉片總面積的百分比，參照成株期嚴重度進行記錄；普遍率是用病葉數(shù)占調(diào)查總?cè)~數(shù)的百分率來表示；鑒定標準參照 GB/T15795-2011。各個表型分級的詳細標準詳見“1.2.3 小麥條銹病的鑒定方法”。圖 2-2：葉片反應(yīng)型 0-4 級Fig.2-2: Infection type 0-4實驗材料分為兩年五個點種植，所有材料單粒播種，株距 0.1m；2m 行長，3 行區(qū)，行距 0.3m。具體種植情況如下：1、所有供試小麥地方品種均于 2015 年種植于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)崇州現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地（以下簡稱 2015 年崇州或 2015C）。接菌處理并在四周種植“誘發(fā)行”材料：SY95-71。大田常規(guī)管理，單行收獲。2、所有供試小麥地方品種均于 2015 年種植?

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本文編號：2775464