具有条锈病抗性的普通小麦-野生一粒小麦4Ab (4B)二体代换系的分子细胞遗传学鉴定和分子标记开发
作者： 刁圣轩 审稿人：魏育明 时间： 2023-03-03 点击次数：次
野生一粒小麦（Triticum boeoticum，2n = 2x = 14，AbAb）是小麦的一个重要亲缘物种。该物种能耐受多种不同类型的环境压力，包括干旱、盐和病原体感染等。与普通小麦相比，其膳食纤维含量较低，抗氧化剂、蛋白质、脂类和微量元素含量较高。然而，从这个物种到普通小麦的基因转移率很低，可用的物种特异性的分子标记很少。条锈病是影响小麦生产的最严重的真菌病害之一，野生一粒小麦是小麦条锈病抗性改良的重要资源。本课题组前期将感病普通小麦Crocus与野生一粒小麦G52进行远缘杂交，连续多代自交后成功获得了高抗条锈病的新材料Z1889。
Z1889及其亲本的苗期和成株期条锈病鉴定表明Z1889表现为成株抗性（adult plant resistance，APR）（图1）。荧光原位杂交（FISH）、基因组原位杂交（GISH）（图2）以及55K SNP芯片鉴定结果表明，Z1889为普通小麦-野生一粒小麦4Ab(4B)二体代换系。
图1. Z1889、Crocus、G52的苗期（a）及成株期（b）条锈病抗性鉴定
图2. Crocus（a）、G52（b）和Z1889（c-d）的细胞学鉴定
开发用于外源染色体鉴定的物种特异性标记对小麦育种非常重要，而SLAF-seq技术可以在没有参考基因组的情况下快速获得大量的特定片段用于分子标记的开发。因此，本研究对Z1889及其亲本进行SLAF-seq测序，通过多次比对筛选，获得了1145个候选的野生一粒小麦4Ab染色体特异片段。基于这些片段开发了60对引物，将其在Z1889、Crocus、G52和4种小麦族物种中进行验证（图3），其中包含22对4Ab染色体特异标记，11对Ab基因组特异标记，开发效率可达55%。
图3.引物4Ab1在Crocus、G52、Z1889及4种小麦族物种中的特异性验证
该研究结果于2023年1月20日发表在Plant disease，2023，107(1)：125-130（https://doi.org/10.1094/PDIS-04-22-0865-RE）。四川农业大学小麦研究所在读博士生柳欣与在读硕士生陈龙渝为共同第一作者，刘登才教授团队的张连全教授为通讯作者。本研究得到四川省重点研发项目（2021YFYZ0002）和国家自然科学基金项目（91935303、31671682、31671689）的资助。
地址: 四川省成都市温江区惠民路211号 四川农业大学小麦研究所 邮编: 611130 电话: 028-82650350