专业治白癜风的医院 http://pf.39.net/bdfyy/bjzkbdfyy/白粉病和叶锈病是小麦的重要病害,目前已在小麦及其近缘物种中分别正式命名了68、79个抗病基因。但是,随着病原菌的不断变异,许多抗病基因已丧失抗性。前人研究表明,源于小麦近缘物种的抗病基因具有抗谱广、抗性强、有效性长等优点,因此,极有必要通过远缘杂交,在小麦近缘物种中进一步挖掘抗病基因。
作为小麦的三级基因库,十倍体长穗偃麦草(20=70,Thinopyrumponticum)具有诸多优良性状,是在小麦遗传改良中应用最为广泛和成功的近缘物种之一。前期,本实验室利用长穗偃麦草与普通小麦烟农15、山农辐63杂交,选育了八倍体小偃麦SNTE20;进一步利用SNTE20与济麦22杂交,创制了1JS(1B)双体异代换系SN,结果发表在FrontiersinPlantScience,首次报道了长穗偃麦草1JS染色体具有叶锈病抗性
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1.抗病性鉴定
苗期对SN及其亲本接种白粉菌株E09显示,长穗偃麦草、SNTE20、SN和济麦22表现抗病,表明SN苗期抗性源于长穗偃麦草或济麦22。在成株期,长穗偃麦草、SNTE20、SN对白粉病和叶锈病均表现抗性,其余普通小麦亲本表现感病,说明SN在成株期的白粉病和叶锈病抗性源于长穗偃麦草。
图1抗病性鉴定
A为苗期抗白粉病鉴定,B、C分别为成株期白粉病、叶锈病鉴定。1–7分别为长穗偃麦草、烟农15、山农辐63、SNTE20、济麦22、SN、辉县红。
2.原位杂交鉴定
基因组原位杂交和荧光原位杂交显示,SN含有20对小麦染色体、1对长穗偃麦草JS基组染色体,小麦的1B染色体缺失,据此推断其中的长穗偃麦草染色体源于第一部分同源群。
图2原位杂交鉴定
A、B为基因组原位杂交,探针分别为长穗偃麦草、拟鹅观草DNA;C、D为荧光原位杂交,探针为pAs1-1、pAs1-3、pAs1-4、pAs1-6、AFA-3、AFA-4、pSc.2-1、(GAA)10。
3.分子标记鉴定
利用IT等引物进行鉴定,筛选获得了16个标记在SN中扩增出特异带,其中14个标记源于第一部分同源群,证明SN为小麦-长穗偃麦草1JS(1B)双体异代换系。
图3分子标记鉴定
1-4分别为长穗偃麦草、SNTE20、济麦22、SN。
年8月,西北农林科技大学农学院吉万全教授团队报道了小麦-长穗偃麦草1JS(1B)双体异代换系CH10A5的鉴定结果(Wangetal.,)。为了确定SN与CH10A5中1JS染色体的异同,进一步利用这两个材料中长穗偃麦草的特异标记进行鉴定,发现存在明显差异(在此过程中,又获得了SN中长穗偃麦草染色体的3个新的特异标记),说明SN与CH10A5所携带的1JS染色体不同。
图4SN与CH10A5特异分子标记比较
1-7分别为长穗偃麦草、SNTE20、山农辐63、烟农15、济麦22、SN、CH10A5。蓝色、红色、白色箭头分别示SN与CH10A5相同带、CH10A5特异带、SN特异带。
山东农业大学农学院硕士生李明珠、西北农林科技大学农学院博士生王艳珍为共同第一作者,山东农业大学农学院鲍印广为通讯作者。该研究由国家重点研发计划(YFD-02)、山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZRZD15)资助。
后记
该研究在进行过程中,受到了疫情影响,中断了半年多。基本结果获得后,看到西北农林科技大学王艳珍师姐的论文正式发表,因此需要确定两个代换系所携带的1JS染色体是否相同。在此,特别感谢西北农林科技大学王长有教授惠赠了CH10A5种子,王艳珍师姐利用CH10A5中的特异标记对SN进行了鉴定,否则1JS染色体的异同性无法确定,文章也难以刊出。
在审稿过程中,审稿专家提出既然都是1JS染色体,却为何不同。需要说明的是,十倍体长穗偃麦草基因组庞大,染色体构成仍存在争议,不能像小麦一样确定每对染色体身份,如小麦中1A就是特定的1A染色体,只有1对;而十倍体长穗偃麦草中1JS代表第一部分同源群的JS基因组染色体,可能有1对,也可能有多对。从本研究结果看,长穗偃麦草至少存在2对不同的1JS染色体。
参考文献
WangY,CaoQ,ZhangJ,WangS,ChenC,WangC,etal.().Cytogeneticanalysisandmolecularmarkerdevelopmentforanewwheat–Thinopyrumponticum1JS(1D)disomicsubstitutionlinewithresistancetostriperustandpowderymildew.Front.PlantSci.11:.doi:10./fpls..0
LiM,WangY,LiuX,LiX,WangHandBaoY()Molecularcytogeneticidentificationofanovelwheat–Thinopyrumponticum1JS(1B)substitutionlineresistanttopowderymildewandleafrust.Front.PlantSci.12:.doi:10./fpls..