论文部分内容阅读
大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,简称SCN)是严重危害大豆生长的土传性寄生线虫,在已鉴定的16个生理小种中,3号生理小种(SCN3)分布最为广泛,多年研究和实践表明,轮作和种植抗病品种可有效控制损失。大豆对胞囊线虫抗性为少数主效基因和多微效基因控制的复杂数量性状,两个主效基因rhg1和Rhg4已经克隆,研究表明克隆的两个主效基因只能解释60%左右的抗性变异,聚合其他位点的抗病等位基因可有效提高抗性。而且,由于少数抗源的过度使用,造成抗病品种抗性单一,SCN群体已能够通过突变和重新组合新种群来克服抗性,容易导致抗性丧失以及新型生理小种的爆发,造成更大面积和更大幅度的减产。因此,有必要加强微效、多基因抗源的发掘和利用,综合利用主效基因和微效基因,以保持SCN抗性在大豆生产中的持久性和稳定性。本研究以优异抗源中品03-5373重组自交系、中品03-5373的系谱材料为基础,以连锁分析和系谱分析相结合的方法发掘SCN抗性新基因,精细定位/克隆SCN3-1和SCN3-11。通过开发功能性标记,解析抗病等位基因在国内外抗感资源(SCN应用核心种质等)中的分布特点,为利用分子标记辅助选择和聚合技术培育抗SCN品种提供基因、标记和亲本,加速抗SCN新品种培育进程。主要研究结果如下:(1)通过对优异抗源中品03-5373和感病品种中黄13衍生的重组自交系低覆盖重测序分析,构建高密度Bin map图谱,遗传图谱的总长度为2,807.59 cM,平均遗传距离为0.63 cM,结合SCN3抗性精准鉴定结果,定位到3个控制SCN3抗性的QTL,分别位于1、11和18号染色体。3个QTL(SCN3-1、SCN3-11和SCN3-18)解释的表型变异在4.7%到17.9%之间。其中SCN3-11和SCN3-18(rhg1)为已报道的抗病位点,SCN3-1为新抗病位点,可解释5.8%的表型变异,区间大小为4 Mb。(2)通过对中品03-5373及其10个亲本的15X重测序,鉴定到373,346 InDel位点,利用系谱追踪方法鉴定到与SCN3抗性相关位点1931个,包括新抗病位点SCN3-1,从而验证SCN3-1与SCN3抗性相关,抗病等位变异来自PI437654。针对SCN3-1定位区间内开发5个CAPs和4个InDels标记并鉴定中品03-5373重组自交系,将SCN3-1精细定位到9.5 kb,区间内包含两个候选基因SCN3-1-A和SCN3-1-B。(3)通过比对抗感材料SCN3-11功能基因GmSNAP11的CDS序列,检测到一个可变剪切位点,根据该变异位点序列开发共显性的CAPs标记GmSNAP11-2565,并且结合GmSNAP18(rhg1)、GmSHMT(Rhg4)和SCN3-1位点的分子标记,解析了已知抗病表型(SCN3)的176份抗感种质资源,基于3个位点(GmSNAP11、GmSNAP18和GmSHMT)的分子标辅助选择不仅提高了分子标记辅助选择效率,同时具有高水平的抗病性。