小麥抗白粉病基因Pm4、Pm6的PCR鑒定.pdf

1、小麥抗白 粉病基因P m 4 , P m 6 的 P C R鑒定摘 要由 專 性寄 生 菌小 麥白 粉 病菌 ( B l u m e r i a g r a m i n i s D C f . s p . t r i t i c i ) 引 起的 小麥白 粉病是小麥上的一種重要病害， 實踐證明 使用抗病品 種是小麥白 粉病防治的經(jīng)濟、安全、有效的 措施之一。 與抗病基因緊密連鎖的分子標記不僅便利抗病基因鑒定和作圖， 而且可以

2、對抗病品系進行標記輔助選擇，從 而極大地提高基因累加效率， 加速育種進程。P m 4 a , P m 4 b , P m 6 是目 前小 麥生 產(chǎn)上十 分 有效的 抗白 粉病基因。 本研究的 主要目 的 就是找到與這三個基因緊密連鎖的、生產(chǎn)上行之有效的P C R標記， 為加快這些基因的高效利用創(chuàng)造條件。在本項研究中， 調(diào)查了4 1 個己 知單基因 或多基因 載體品種的 成株期抗病性， 表現(xiàn)免 疫的 有9 個， 所攜帶基因 為P m

3、l 3 , P m 1 6 , P m l 8 , P m 2 0 , P m 2 1 , P m 2 3 和P m t + 4 b ， 表 現(xiàn)中 抗和高抗的 有 P m 2 , P m 3 6 , P m 3 f , P m 4 a , P m 4 6 , P m 6 , P m 1 2 , P m 2 2 , P m 2 4 , P m 4 + 8 , P m t + 6和M l x b d ， 其它抗

4、白 粉病基因己 喪失抗性‘鑒定出2 個與P m 6 基因緊密連鎖的S S R 標記X g w m 3 8 8 , X g w m 5 0 l ， 這2 個標記與P m 6基因的 遺傳距離分別為4 . 5 c M , 1 2 . 2 c M ，由 此確定了P m 6 基因 在染色體2 B L 上的精細位置。 結(jié) 合河南農(nóng) 科院 植保所生防實 驗 室 鑒定的1 個S S R 標記X g w m 4 7 和2 個S C A R 標記，構(gòu)建

5、了 這 5 個標記與P m 6 基因的 遺傳圖 譜。同時 確定了S C A R 標記在圖譜上的 位點。X g w m 3 8 8 為互斥相標記，豐富了S S R 標記的 類型。 X g w m 5 0 l 為共顯性標記，可用于區(qū)分品 種的純合或雜合。 這兩個標記可用于 準確地檢測 P m 6 基因。 通過抗性鑒定和分子標記檢測手段， 證實T i m g a l e n 中的所攜帶的含P m 6 基因的片斷并未丟失。比 較文獻報道的3 個

6、 S T S 標記， 其中S T S 4 6 。 和S T S , 。 最穩(wěn)定， 重復性好。但不能區(qū)分P m 4 a 和P m 4 b ， 并且S T S 4 6 。 標記還出 現(xiàn)在A s o s a n / 8 * C c ( 含 P m 3 a ) , 8 1 - 7 2 4 1 ( 含 P m 2 3 ) ,紅燦麥( 含未知抗白 粉病基因 ) 品種中， S T S。 標記出 現(xiàn)在感病品 種9 0 0 7 0 0 0 - 4 -

7、2 中， 所以 這 2 個標記單獨不能準確檢測 P m 4 基因。 這二個標記聯(lián)合應用， 則能夠有效地進行P m 4 基因的分子檢測， 有助于將P m 4 基因 準確導入農(nóng)藝性狀優(yōu)良 的 感病品種， 加快當前小麥推廣品種的 抗性改良。 但這兩個標一 記 不能用來區(qū)分P m 4 a , P m 4 b 基因。在進行 P m 6 基因S C A R 標記S C - S 1 3 9 6 , : 的P C R 步移時，偶然發(fā)現(xiàn)L 3 的引物能

8、在 V P M( 含 P m 4 b ) 材料中 擴增出了 一條長度為5 0 0 b p 的多態(tài)性條帶， 進一步用該引物分析含2 5 個已知不同抗白 粉病基因的品種， 證實 L 3 ; 6 。 僅存在于含 P m 4 b 的V P M 中， 初步認為該標記 可作為P m 4 b 的 特異性標記。 該標記豐富了P m 4 b 基因的分子 標記，同時也可以 將P m 4 a 和 P m 4 b 基因加以區(qū)分。D e v e l o p m

9、e n t o f P C R m a r k e r s l i n k e d w i t h P o w d e r y Mi l d e w R e s i s t a n tGe n e s P m4 a n d P m6 i n W h e a tAb s t r a c tT h e p o w d e r y m i l d e w i n w h e a t , c a u s e

10、d b y E r y s i p h e g r a m i n i s f . s p . t r i t i c i , i s o n e o f t h em a i n d i s e a s e s i n w h e a t . P l a n t i n g r e s i s t a n t c u l t i v a r s w a s p r o v e d t o b e

11、 o n e o f t h e m o s te c o n o m i c a l , e f f e c t i v e a n d e n v i r o n m e n t a l l y s o u n d s a f e m e a s u r e t o c o n t r o l t h i s d i s e a s e .M o l e c u l a r m a r k e r s

12、 t i g h t l y l i n k e d t o r e s i s t a n t g e n e s n o t o n l y f a c i l i t a t e t h e i d e n t i f i c a t i o n a n dm a p p i n g o f r e s i s t a n t g e n e s , b u t a l s o c a n b e

13、 u s e d f o r m a r k e r s - a s s i s t e d s e l e c t i o n ( M A S ) o fr e s i s t a n t l i n e s i n b r e e d i n g p r o g r a m s . T h e n M A S g r e a t l y e n h a n c e s t h e e f i c i

14、e n c y o f g e n e sp y r a m i d i n g a n d a c c e l e r a t e s t h e p r o g r e s s b r e e d i n g o f r e s i s t a n c e . R e s i s t a n t g e n e s P m 4 a , P m 4 ba n d P m 6 a r e s t i l

15、l e f e c t i v e g e n e s i n c o n f e r r i n g r e s i s t a n c e t o p o w d e r y m i l d e w i n w h e a t . T h ea i m o f t h i s s t u d y i s t o i d e n t i f y P C R - b a s e d m a r k

16、e r s t i g h t l y l i n k e d t o t h i s t h r e e P m g e n e s a n dm a k e u s e o f t h i s t h r e e g e n e s e a s y i n w h e a t M A S .F o r t y - o n e c u l t i v a r s c a r r y i n g

17、d i f e r e n t P i n g e n e s w e r e e v a l u a t e d . O f t h e m , n i n e c u l t i v a r sw e r e i m m u n e , w h i c h c a r r i e d g e n e s P m l 3 , P m 1 6 , P m l 8 , P m 2 0 , P m 2 l , P

18、m 2 3 a n d P m 2 + 4 b . T h cc u l t i v a r s c a r r y i n g P m t , P m 3 b , P m 3 f , P m 4 a , P m 4 b , P m 6 , P m 1 2 , P m 2 2 , P m 2 4 , P m 4 + 8 ,P m 2 + 6 a n d M i x b d g e n e s s h o

19、 w e d m o d e r a t e r e s i s t a n t a n d h i g h r e s i s t a n t . A n d o t h e r s P m g e n e sh a v e l o s t r e s i s t a n c e t o p o w d e r y m i l d e w .I n t h i s s t u d y , t w o

20、 S S R m a r k e r s t i g h t l y l i n k e d t o P m 6 g e n e X g w m 3 8 8 , X g w m 5 0 1 w e r ei d e n t i f i e d w i t h g e n e t i c d i s t a n c e o f 4 . 5 c M a n d 1 2 . 2 c M r e s p e c

21、 t i v e l y , s o P m 6 w a s g i v e n ap r e c i s e l o c u s o n t h e c h r o m o s o m e 2 B L . C o m b i n e d t h i s t w o m a r k e r s t o o n e S S R m a r k e r a n dt w o S C A R m a

22、k e r s i d e n t i f i e d b e f o r e i n o u r l a b , w e c o n s t r u c t e d t h e g e n e t i c m a p a b o u t P m 6g e n e . T h e n t h e t w o S C A R m a r k e r s w e r e l o c a t e d i

23、 n t h e w h e a t g e n o m e . A t t h e s a m e t i m e ,m a r k e r X g w m 3 8 8 i s a r e p u l s i o n - p h a s e m a r k e r , w h i c h e n r i c h e s S S R m a r k e r s . A n d X g w m 5 0

24、1b e l o n g e d t o c o - d o m i n a n t m a r k e r , w h i c h c a n d i s t i n g u i s h t h e h o m o z y g o u s i n d i v i d u a l s f r o mh e t e r o z y g o u s o n e s . A n d t h i s t w o m

25、 a r k e r s w i l l a c c u r a t e l y d e t e c t t h e P m 6 g e n e i n w h e a tg e r m p l a s m . T h r o u g h r e s i s t a n t e v a l u a t i o n a n d m o l e c u l a r d e t e c t i o n , i t

26、 w a s c o n f i r m e d t h a t t h ei n t r o g r e s s e d s e g m e n t i n T i m g a l e n f r o m T t i m o p h e e v i h a s n o t l o s t .M a r k e r s S T S 4 6 3 a n d S T S 4 1 0 w e r e v e

27、r y s t a b l e a n d r e p r o d u c i b l e B y c o m p a r i s o n o f t h r e er e p o r t e d S T S m a r k e r s a n d s p e c i f i c b a n d w e r e d e t e c t e d i n c u l t i v a r sA s o s a n / 8 * C