《小麥抗葉枯病基因Sb2的圖位克隆》是依託中國農業大學，由劉志勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小麥抗葉枯病基因Sb2的圖位克隆
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：劉志勇
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小麥是我國的主要糧食作物之一，小麥葉枯病（Spot Blotch）近年來從原來的點片發生髮展到較大地區範圍，且危害逐年加重，在部分地區成為常發和重要病害。國內對小麥葉枯病抗性的遺傳研究相對落後，尚未見基因克隆的研究。前期通過對小麥抗、感葉枯病種質資源的遺傳分析，發現了一個顯性抗葉枯病基因Sb2，並通過分離致病菌，明確了導致該葉枯病的平臍蠕孢菌（Bipolaris sorokiniana）。本研究擬在前期研究的基礎上，通過構建大規模抗病性分離群體，利用已經完成的中國春3B染色體測序信息，進一步開發與目的基因緊密連鎖或共分離的分子標記，精細定位和圖位克隆抗葉枯病基因Sb2，通過轉基因和EMS誘變的手段驗證其抗葉枯病和根腐病功能，在小麥種質資源中分離Sb2等位基因，研究其單倍型變異和遺傳進化特徵，並開發功能標記，套用於分子標記輔助選擇育種。
結題摘要
小麥是我國主要的糧食作物，其生產易受病蟲害的影響，其中小麥蠕孢葉枯病（Spot blotch）是由平臍蠕孢菌（Bipolaris sorokiniana）引起的真菌性病害，在世界範圍內分布廣泛，能夠嚴重降低小麥的產量和品質。近年來，隨著全球變暖、半矮稈品種的推廣和耕作制度的改變，小麥蠕孢葉枯病在我國的發病面積有逐漸擴大的趨勢，危害程度日益加深，已經成為影響我國部分地區小麥生產的主要病害。挖掘抗蠕孢葉枯病基因，並建立與之緊密連鎖的分子標記，將有助於多個抗病基因進行聚合，實現小麥品種抗病的廣譜性與持久性。項目執行期間，本研究取得了以下成果：明確了葉枯病致病菌為平臍蠕孢菌（Bipolaris sorokiniana），並在離體無菌條件和大田人工接種下對抗病與感病親本進行抗病性鑑定，確認了其致病性；遺傳分析證實了抗病品系621-7-1的抗病性為顯性單基因控制，被國際小麥基因命名協會正式命名為Sb3；利用分子標記進行精細定位，將Sb3定位在分子標記XWGGC9893和XWGGC12530之間0.094 cM的遺傳區間，對應中國春參考基因組序列380 kb物理區間；利用化學誘變劑甲基磺酸乙酯(EMS)誘變創製出32個高感小麥蠕孢葉枯病的M2代純合感病家系，對其中21個純合的感病家系分別進行了RNA-Seq，在8個純合突變體中候選區間的一個Gene7均發生了點突變，且導致了非同義胺基酸的變異，將其確定為候選基因；構建Sb3超表達和互補載體轉化感葉枯病小麥品系621-7-1，超量表達轉基因系驗證了Sb3功能；根據抗病和感病基因序列特徵開發了功能STS標記，對來自CIMMYT的小麥品系和中國小麥核心種質資源進行了單倍型分析，並與抗葉枯病鑑定結果進行了關聯分析；利用遺傳分離群體和BSR-Seq技術，發掘出小麥抗葉枯病新基因Sb4，開發分子標記將Sb4基因定位與4BL染色體臂上。
