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小麦骨干亲本周8425B白粉病成株抗性QTL定位

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摘要

第一章 引言

1.1 小麦白粉病的概况

1.1.1 小麦白粉病的危害

1.1.2 小麦白粉病的分布

1.1.3 小麦白粉病的病征

1.1.4 小麦白粉病的发病规律

1.1.5 小麦白粉病的防治措施

1.2 小麦白粉病抗性类型

1.2.1 苗期抗性

1.2.2 成株抗性

1.3 小麦抗白粉病研究进展

1.3.1 小麦抗病研究方法的发展背景

1.3.2 已命名的小麦抗白粉病基因

1.3.3 已定位的小麦自粉病成株抗性QTL

1.4 新型分子标记技术

1.4.1 SNP芯片检测技术

1.4.2 KASP分型技术

1.4.3 STARP分型技术

1.5 QTL定位的原理和方法

1.5.1 构建高密度遗传图谱

1.5.2 QTL定位的原理

1.5.2 QTL定位的方法

1.5.2 QTL定位的应用

1.6 立题依据和技术路线

1.6.1 研究目的和意义

1.6.2 技术路线

第二章 周8425B白粉病成株抗性QTL定位

2.1 材料

2.2 方法

2.2.1 温室苗期接种鉴定

2.2.2 田间成株期接种鉴定

2.2.3 表型数据统计分析

2.2.4 全基因组高密度遗传连锁图谱构建

2.2.5 QTL定位

2.3 结果与分析

2.3.2 田间成株期表型分析

2.3.3 小麦白粉病成株抗性QTL定位

2.4 讨论

2.4.1 小麦白粉病成株抗性的判定

2.4.2 基于SNP标记的遗传图谱的优越性

2.4.3 比较前人研究发掘新的QTL

第三章 QPm.caas-3BS在周8425B衍生品种的效应

3.1 材料

3.2 方法

3.2.1 田间成株期接种鉴定

3.2.2 表型数据统计分析

3.2.3 KASP标记的开发

3.2.4 STARP标记的开发

3.3 结果与分析

3.3.1 标记检测

3.3.2 QPm.caas-3BS白粉病成株抗性效应分析

3.4 讨论

3.4.1 KASP标记和STARP标记的比较

3.4.2 QPm.caas-3BS白粉病成株抗性效应分析及应用价值

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历

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摘要

由小麦白粉菌(Blumeriagraminis f.sp.tritici)引起的白粉病是危害我国小麦生产的重要病害,造成小麦产量损失年均30多万吨。因此,需要借助快速发展的分子标记技术,简化分子标记辅助育种方法,加快培育抗白粉病品种的进程,从而高效、绿色地减轻小麦白粉病危害,保证国家粮食安全。周8425B作为骨干亲本广泛应用于我国小麦育种,兼抗条锈、叶锈和白粉病,抗条锈基因YrZH84和抗叶锈基因LrZH84已定位,但是白粉病抗性基因尚未研究。因此,发掘周8425B白粉病抗性基因对我国小麦育种具有重要价值。本研究利用周8425B和中国春杂交组合F8代RIL(Recombinant inbred line)群体,结合高密度的小麦90K SNP芯片基因分型数据,进行白粉病成株抗性QTL定位,并利用85个周8425B的衍生品种对QTL效应进行验证。主要结果如下:
  1.周8425B/中国春RIL群体白粉病成株抗性QTL定位
  2014-2015和2015-2016年度该群体种植于郑州和北京,每个点3次重复,随机区组设计;利用国内白粉菌流行菌株E09和E20在田间接种鉴定。结合2年2点田间表型数据和90K芯片基因型数据,构建高密度的遗传连锁图谱,共定位到4个较稳定的QTL,分别位于1BL、3BS、4BL和7DS染色体,命名为QPm.caas-1BL.1、QPm.caas-3BS、QPm.caas-4BL.2和QPm.caas-7DS。除Qpm.caas-7DS的抗性来自中国春之外,其余3个QTL的抗性等位基因均来自周8425B。其中,Qpm.caas-3BS是4个环境均存在的效应最稳定的QTL,与前人研究结果比较,该位点是一个新的白粉病成株抗性QTL。
  2.Qpm,caas-3BS白粉病抗性效应验证
  为进一步验证Qpm.caas-3BS在周8425B衍生品种中的遗传效应,并直接服务于分子标记辅助育种,将Qpm.caas-3BS紧密连锁的SNP标记转化成高通量、特异性好的KASP(Kompetitive allele-specific PCR)标记和平台兼容性好、成本较低的STARP(Semi-thermal asymmetric reverse PCR)标记。同时将85个品种于2016-2017年种植于北京、郑州、荥阳进行白粉病抗性鉴定,用开发的KASP和STARP标记检测85个品种,结合基因型和田间表型数据分析表明,44个品种含有该位点抗性等位基因,其白粉病最大严重度平均降低7.1%。

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