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苹果早期落叶病抗性遗传趋势及分子标记研究-论文网

时间:2014-11-01  作者:党志国,高华,王雷存,张坤,赵磊,祁楠,赵政阳
结果表明,在40株抗病个体中有30株出现了约900bp的片段,占75%,而在31株感病单株中有26株没有出现这一片段,占84%。这与田间抗斑点病自然鉴定结果相近。对S428-854特异条带进行了测序,其准确长度为854bp,登录GenBank(EU710766)。

2.5RAPD标记的SCAR转换

对两亲本、抗病和感病基因池及对应的F代分离群体的基因组DNA进行PCR扩增(图3),结果发现在抗病的后代个体中扩增出分子量大小为470bp的条带,而在感病个体中没有该条带的出现,故将470bp处扩增的特异条带命名为SCAR470。

图3SCAR-470特异引物在亲本、基因池及F部分单株DNA中的扩增

M:DNAMarker(DL2000);P:秦冠;P:富士;RB:抗病池;SB:感病池;1-7:抗病单株;8-14:感病单株

Fig.3AmplificationprofilesofSCAR-470specificprimerinparents,bulksandsomeindividualsofF1progeny

M:DNAMarker(DL2000);P:Qinguan;P:Fuji;RB:Resistantbulk;SB:Susceptiblebulk;

1-7:Resistantindividuals;8-14:Susceptibleindividual

用所获得的SCAR标记对“秦冠”与“富士”种间杂交的128株F代分离群体进行扩增,结果显示,杂交后代中的抗斑点落叶病后代67株中有65株扩增出了470bp大小的特征带,感斑点落叶病后代61株中有4株扩增出了470bp大小的特征带,SCAR引物在大量F代分离群体中检测的结果与已有的RAPD标记结果相符。对分离群体进行分析,说明该SCAR标记与抗斑点落叶病的基因位点的重组率为4.69%,小于10%,重组个体指未扩增出470bp条带的抗病个体及有此扩增条带的感病个体。因此,这是检测苹果对斑点落叶病抗病性状的一个十分有效的分子标记,可以用来筛选抗病性状的杂交分离群体。

3讨论

果树病害的遗传研究比较困难,关于苹果主要病害(白粉病、黑星病、火疫病等)的抗性遗传研究,大部分学者认同数量性状遗传这一观点。本研究结果表明,苹果抗褐斑病和斑点病落叶病是主效基因控制的微笑多基因共同作用的数量性状遗传,与辽宁果树所认为苹果褐斑病是由多基因控制的数量性状这一观点相符,但是石萌坪、Saito等认为苹果斑点落叶病是由隐性单基因控制的质量性状,土屋七郎认为有3个性质相同的加性位点控制斑点病的抗性,有贡献基因3个以上则抗病。本研究中,两种病害F个体抗病性有较大的分离,病情指数呈连续变异,不符合标准的正态分布规律,连续3年调查发现部分植株的抗性表现受环境因素的影响比较大,因此初步认为苹果对这两种病害的抗性属于数量性状遗传。本研究只对秦冠、富士这一杂交组合的正反交进行了抗褐斑病和斑点病遗传趋势的初步研究,欲探明这两种病害的详细遗传机理,需选择抗性不同的多个亲本设计配对杂交进行深入细致的研究。抗病性是多基因或者数量性状控制符合生物进化趋势,Machardy等报道所有的主效基因抗病性都只是暂时的,病原菌获得相应的毒性基因后,克服这种抗性只是时间问题,因此,多基因或者数量性状控制的抗病性较单基因控制的抗病性在进化上更有优越性。

亲本选择是抗病育种的基础,抗病性不同的亲本组合F个体的抗病性存在明显差异。阎振立等通过对7个杂交组合后代轮纹病抗性研究发现,两个抗病品种选配杂交组合,后代对轮纹病的抗性较好,宋润刚等研究表明,山葡萄种间杂交后代对霜霉病抗性倾向于抗病亲本,后代群体抗病性主要由亲本抗病性决定,杂交组合中抗病亲本越多,分离出的抗病单株越多,“抗病基因”有累加效应。本研究结果显示,正反交组合对斑点病的抗性存在较明显差异,以秦冠为母本的杂交后代抗性较好,后代抗性与亲本抗性水平存在相关性,说明苹果斑点病的抗性可以通过亲本遗传给后代,且抗性存在母性遗传的趋势;正反交组合F对褐斑病的抗性差异比较小,高抗单株比率相近,可能受环境因素的影响比较大。因此,抗病育种时要选择抗病能力强、遗传性好的品种,才能获得理想的育种效果。研究结果显示,F个体对两种病害的抗性没有显著相关性,初步推测这两种抗病基因不连锁,位于同一染色体相对较远的位置,或位于不同的染色体上,这一观点与张振文等在葡萄抗霜霉病和白粉病遗传的观点不同,他们认为自交后代对两种病害的抗病性属于伴随遗传现象,这种伴随遗传现象是由抗病基因的多效性引起的。

DNA分子标记已成为苹果遗传育种研究中的一个有效的研究方法和辅助育种手段,但是在生产实践中的应用还不普及,仍需较长时间的探索和检验。本文对苹果抗斑点落叶病基因进行了RAPD标记,并成功转换为重复性和特异性更好的SCAR标记,这些标记的实践应用有待进一步详细研究,同时我们正在开展早期落叶病的SSR标记研究。

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