油菜抗根肿病种质的创制及相关抗病基因的定位分析
根肿病是由芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassica Wor.）引起的土传性真菌病害。目前已经在世界60多个国家都有发生，每年对十字花科作物平均造成10%-15%的减产，致使根肿病成为制约十字花科作物生产的主要因素之一。甘蓝型油菜（Brassica napus L.）是世界上种植面积最广的油料作物，也是中国目前主要种植的油菜类型，具有产量高、抗病虫、抗逆性强等优点，但是甘蓝型油菜又大多不抗根肿病，造成根肿病在中国的发病面积逐年增加，成为中国油菜生产的主要病害。目前研究者认为，培育抗根肿病的品种并加以推广是解决油菜根肿病的最有效的途径，所以筛选抗根肿病种质资源、合成抗病种质、挖掘抗病基因就显得尤为重要。 本研究主要从抗根肿病材料的筛选、根肿病相关抗性生理生化指标的分析、抗根肿病种质资源的创制以及相关抗病基因的定位四个方向研究。 1．前期用来自四川成都的根肿菌4号生理小种，采用灌根法对40份芸薹属供试材料进行抗性鉴定，并对供试材料进行抗性显著性分析、病情指数分析、发病率与病情指数相关性分析，结果发现不同种质之间抗病性呈显著性差异；聚类分析将40份材料划分为高抗、中感、感病、高感4个抗性类型；发病率与病情指数两者之间具有显著相关性（P＜0.05）。最终筛选出了10份高抗材料，包括3份白菜、1份甘蓝、3份欧洲芜菁、1份芥菜型油菜、1份萝卜、1份埃塞俄比亚芥，这为后续工作提供基础材料。 2．以前期筛选的19份感病甘蓝型油菜为试验材料，将未接菌作为对照，从与抗病性相关的相对含水量、丙二醛含量、可溶性糖以及细胞膜相对透性四个生理指标进行分析。结果发现相对含水量、丙二醛含量及可溶性糖在接菌后未表现出明显差异，而植株在根肿菌胁迫下，细胞膜相对透性上升，并表现为显著性差异。所以，可以将细胞膜的相对透性做为前期筛选抗根肿病的生理辅助指标。 3．以高感的甘蓝型油菜骨干亲本Xu09作为母本，以抗病的Debra（欧洲芜菁）为父本，通过远缘杂交获得了3颗杂交种子。通过形态学鉴定、SSR分子标记鉴定及抗性接种鉴定三种鉴定法对远缘杂交获得的种子进行真假杂种鉴定，结果显示所获得3颗种子均为真杂种，它们将会作为根肿病抗性育种的过渡“桥梁材料”。 4．以甘蓝型油菜抗病不育系为母本与甘蓝型油菜感病恢复系作杂交，正常田间管理，成熟后获得杂种F1代。对回交转育获得的F1用根肿菌4号生理小种进行抗性鉴定，结果抗性分级整体为感病，抗感分离比约为2：1。对获得抗性单株，继续授以甘蓝型油菜花粉，获得BC1群体，用以后续研究。 5．通过搜集查找已发表的与白菜抗根肿病基因紧密连锁的10个分子标记，对前期本实验室和他人筛选的15份抗感材料进行PCR扩增，初步筛选抗性材料中抗性基因。结果显示可能含有CRa、CRb、CRc、CRk、Crr1、Crr2和Crr3基因的材料分别有15份、3份、4份、4份、6份、5份和14份。其中白菜根抗518在CRa、CRb、CRc、Crr1、Crr2和Crr3位点均能扩增出多态性条带。 6．以芥菜型油菜陕北黄芥（感病）与CT19（抗病）以及产生的F2代为试验材料，根据前期预测的基因，共设计24对IP引物，最终获得的5个有差异IP引物。利用其中的多态性的IP引物IP09-4对29份F2群体扫描，结果发现部分抗性标记扫描结果不能与抗性鉴定结果相对应。这说明控制该群体抗根肿病的主效基因可能不在这区域内。 7．对70份芥菜型油菜陕北黄芥与CT19的F2群体（41份抗病、29份感病）采用简化基因组测序方法对根肿病抗性基因进行定位。根据获得的SNP/InDel标记的信息，计算不同基因型间的频率差异，预测基因所在区域。结果显示在A03染色体的29.3-40.7Mb区间存在一个显著QTL位点,该区域将会作为本研究的候选区域。
油菜;抗病育种;基因定位
西北农林科技大学
硕士
作物学
黄镇;徐爱遐
2019
中文
S634.3;S603.4
2019-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）