《小麥赤霉病主效抗性新基因QFhb.hyz-7D的精細定位和效應分析》是依託揚州大學，由李韜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小麥赤霉病主效抗性新基因QFhb.hyz-7D的精細定位和效應分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李韜
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小麥赤霉病嚴重威脅我國的糧食安全和食品安全，但目前育種上主要利用或可利用的Fhb1等少數主效抗性基因在病害嚴重流行年份不足以有效降低危害，而絕大部分已定位的QTL因效應較小或無緊密關聯的標記又難以利用。我們首次在高抗赤霉病小麥地方品種海鹽種7D染色體上定位了一個新的主效抗病基因Qfhb.hyz-7D，該基因在其它小麥品種中未見報導。本項目在前期工作的基礎上，利用由育成品種和地方品種組成的自然群體、次級分離群體和NILs，結合關聯分析和連鎖分析以及高通量SNP、DArT標記等生物技術手段對目標基因進行精細定位，篩選和開發可靠的位點特異鑑別標記；分析該基因在自然群體中可能的分布、等位變異以及在抗擴展和抗毒素積累方面的效應；剖析目標基因在不同遺傳背景下單基因水平上的效應以及與Fhb1等已知主效抗赤基因的可累加性和互作。相關研究結果對克隆目標基因、探析抗性機理和培育高抗赤霉病小麥品種具有重要意義。
結題摘要
小麥赤霉病是由禾穀類鐮刀菌引起的世界性小麥主要病害之一。本項目的主要研究內容是對海鹽種等中國小麥地方品種的赤霉病抗性QTL/基因進行定位，開發緊密關聯的標記，分析這些位點的等位變異和效應及其在小麥育種群體中的分布，為分子標記輔助育種和培育抗病品種奠定基礎。主要研究結果如下：1、以海鹽種主效基因Qfhb.hyz-7D區域的2個關鍵SSR標記Xwmc702和Xwmc121對380個品種進行了分析，有14個品種（系）在目標基因區與海鹽種具有相同的單倍型；進一步擴大作圖群體，將該定位於Xcfd46 -Xwmc702之間；2、對高抗赤霉病小麥地方品種黃方柱中的抗赤霉病QTL進行了定位，發現3BS和7AL染色體上攜帶主效QTL，前者與Fhb1位點重合，解釋23.1-35.6%的表型變異，後者解釋15.9-18.2%的表型變異；3、通過構建次級分離群體和開發新標記，將黃方柱Fhb1定位在分子標記X2214與X2357之間；4、溫室條件下對192個品種的赤霉病抗性進行接種鑑定以及關聯分析，共篩選到高抗品種66份，中抗品種46份；有11個標記與赤霉病抗性關聯；同時在3季大田環境下評估了上述品種的赤霉病抗性，並進行了關聯分析，也發現11個標記至少在兩季試驗中重現。這些顯著的標記位點上均存在2個以上的等位變異。根據等位變異對赤霉病抗性表型的貢獻，將不同等位變異分為有利、不利和無效等位變異。不同位點的有利和不利等位變異共同決定了品種的赤霉病抗性表型。提出在育種過程中在引入有利變異的同時需要剔除不利等位變異，會大大提高提高抗赤育種效率和育成品種的赤霉病抗性水平；5、初步明確了黑麥1RS染色體很可能攜帶赤霉病擴展抗性相關基因，可以與赤霉病主效QTL Fhb1累加；6、克隆了1個與赤霉病感病性關聯的基因TaS410，該基因在攜帶Fhb1的抗病品種中沉默，而在不攜帶Fhb1的感病品種中表達，並開發了1個InDel和1個dCAPs標記，可用於標記輔助選擇；7、對海鹽種、黃方柱和寧7840三個高抗赤霉病品種進行EMS誘導，篩選到赤霉病相關突變體，這些突變體對挖掘赤霉病基因、解析抗感機制以及抗赤育種都有重要的意義。通過雜交和誘變，選育了10多份綜合農藝性狀顯著改善的高抗赤霉病小麥品系。上述研究結果可進一步促進主效赤霉病抗性基因的挖掘和克隆、抗性機制解析和抗病品種培育。
