【摘 要】
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茎腐病是全球玉米生产中最严重的病害之一。在我国,茎腐病已蔓延至各个玉米产区,特别在黄淮海地区每年呈高发态势。茎腐病不仅影响玉米产量和品质,还在后期造成大面积的倒伏,严重制约机械化收获。虽然已定位和克隆了若干抗性QTL,但要彻底解决玉米的抗性问题,需要挖掘更多的抗性位点。本研究以199个来自于H127R×昌7-2RIL家系为实验材料,开展新的抗茎腐病QTL的挖掘工作。在3号染色体上发现一个主效抗病Q
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茎腐病是全球玉米生产中最严重的病害之一。在我国,茎腐病已蔓延至各个玉米产区,特别在黄淮海地区每年呈高发态势。茎腐病不仅影响玉米产量和品质,还在后期造成大面积的倒伏,严重制约机械化收获。虽然已定位和克隆了若干抗性QTL,但要彻底解决玉米的抗性问题,需要挖掘更多的抗性位点。本研究以199个来自于H127R×昌7-2RIL家系为实验材料,开展新的抗茎腐病QTL的挖掘工作。在3号染色体上发现一个主效抗病QTL,命名为QTL-qRfg3。构建精细定位群体对qRfg3进行精细定位,并初步探索qRfg3介导的抗病机制。在精细定位后期,借助分子标记辅助选择将qRfg3回交导入到骨干自交系中,进行抗病改良。主要研究进展如下:1、利用1382个多态性SNP的芯片数据,构建高密度遗传图谱,总长为1,789.6cM,相邻两标记之间平均遗传距离为1.7cM。结合三个环境的茎腐病病情指数（DSI）数据以及BLUP值,利用WinQTLcart2.5复合区间作图法共检测到13个控制茎腐病抗性的QTL。这13个QTL分布在除6号外的其余9条染色体上,可以解释3.4%～19.4%的表型变异。其中位于3号染色上,分子标记SNP16586与SNP17179之间的抗病QTL-qRfg3,在三个环境中均被检测到,平均可以解释13.9%的表型变异,属主效抗病QTL。2、2013年从RIL群体的每个家系中选择两个单株与感病自交系昌7-2杂交产生BC1F1种子。根据初定位结果,选择QTL-qRfg3置信区间内发生交换的家系,将对应的BC1F1种植到海南自交授粉,获得BC1F2的种子。3、利用重组后代验证法对QTL-qRfg3进行连续精细定位。2013-2014年利用BC1F2群体,将QTL-qRfg3置信区间从33.1Mb缩短至3.2Mb,位于分子标记Ks6与SSR185-3之间。2014-2015间,筛选到21BC1F3个重组个体,利用它们的自交后代群体将QTL-qRfg3限定在标记STS182-70与SNP194之间,物理距离约为670Kb。2015-2016年利用22个BC1F5后代群体,共2,656株BC1F6个体,将QTL-qRfg3定位在分子标记Ks85与STS7-5之间,物理距离为350Kb。通过在定位区段内发展新的分子标记,进一步将QTL-qRfg3定位在分子标记Ks10/Ks96-5之间。物理距离约为160Kb（参照B73基因组V4版本）。根据参考基因组信息在Ks10/Ks96-5区间内只有2个功能注释的基因,根据候选基因序列,测定抗感病亲本候选基因序列,并进行结构预测及表达分析确定。4、2015-2016年对QTL-qRfg3的遗传效应研究表明,QTL-qRfg3属于隐性抗病QTL,能降低茎腐病DSI约26.6%。5、利用同样的RIL群体进行开花期、抗穗腐病QTL的定位,同时比较近等基因系NIL-H127R与NIL-C7-2之间开花期性状及茎杆皮层抗穿刺强度的差异。实验结果表明QTL-qRfg3的抗性可能与茎秆强度有关,与开花期及穗腐病抗性没有直接联系。对包含497份自交系的关联群体进行茎腐病抗性的全基因组关联分析,在QTL-qRfg3没有检测到关联SNP位点,推测qRfg3可能属于稀有的抗茎腐病基因。6、2015年,利用分子标记辅助选择技术（MAS）将QTL-qRfg3导入到感病的玉米骨干自交系中,进行回交改良,以期获得抗病的骨干自交系,为培育抗病品种提供新的种质材料。
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