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通过芸薹属种间杂交聚合不同抗性位点创制高抗根肿病新材料

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根肿病是一种世界性的土传病害,对十字花科作物危害极大,一旦被芸薹属根肿菌(plasmodiophorabrassicaeWoron.)侵染,轻则减产,重则绝收。目前,我国根肿病的发病面积逐年增加,已经成为白菜(Brassicarapa)、甘蓝(Brassicaoleracea)和甘蓝型油菜(Brassicanapus)等芸薹属作物的主要病害,对其产量和品质造成了巨大的影响。目前,生产上对根肿病的防治措施包括农业防治、生物防治和化学防治等,但效果均较差,选育抗病品种被认为是最有效的防治手段。 在我国,生产上大多数芸薹属蔬菜抗病品种具有较少抗性位点,主要对根肿菌4号生理小种具有抗性,而芸薹属根肿菌存在多个生理小种,大大增加了抗病品种抗性在短时间内丧失的可能性,因此创制具有持久抗性的芸薹属抗根肿病材料,将对芸薹属蔬菜的抗根肿病育种具有重要的意义。 本研究旨在通过芸薹属种间远缘杂交结合胚挽救技术聚合多个不同根肿病抗性位点,结合分子标记辅助选择(molecularmarker-assistedselection,MAS)选育出高抗的芸薹属蔬菜新材料。主要研究结果如下: 1、对甘蓝9LQ(CRb)与大白菜8574(CRd)、芜菁ECD4(PbBa8.1)进行远缘杂交结合胚挽救,结果表明9LQ×ECD4获得6个成活幼胚。大白菜8574和芜菁ECD4自然杂交结实可以正常结种子。用OA和YA引物检测抗性位点CRb,A08-300引物检测抗性位点PbBa8.1,Yau389引物检测抗性位点CRd;6份9LQ×ECD4材料中共筛选出2株材料具有抗病位点CRb和PbBa8.1。9株8574×ECD4材料中共筛选出4株材料具有抗病位点CRd和PbBa8.1。对两抗位点材料进行形态学和花粉活力进行分析,杂交后代均与亲本不同,9LQ×ECD4雄蕊干瘪不能产生花粉,8574×ECD4与亲本育性均正常。对9LQ×ECD4远缘杂交后代进行抗性鉴定,能够抗重庆市武隆区4号生理小种和四川省成都市11号生理小种。 2、在两抗位点材料基础上,利用Z3(CRbkato)配置了6组杂交组合用于创制三抗位点材料,经过远缘杂交结合胚挽救技术,获得18个成活幼胚,分别为:Z3×(8574×ECD4)组合的3R-1~3R-9,(8574×ECD4)×Z3组合的3R-10~3R-15,(9LQ×ECD4)×Z3组合的3R-16~3R-18。经过田间自然结实,配置的两个组合获得9株成活幼苗,分别为Z3×(8574×ECD4)种子组合的3R-19~3R-22,(8574×ECD4)×Z3种子组合的3R-23~3R-27。 3、通过分子标记辅助选择,18个成活幼胚中,筛选出2株具有三抗位点的材料;9株自然结实幼苗中,筛选出2株具有三抗位点的材料,共计获得4株三抗位点的材料,分别为3R-9、3R-10、3R-19和3R-26。对三抗位点材料进行形态学分析,均为真杂种,进行花粉生活力分析,3R-9、3R-10、3R-19的花粉育性均为100%,3R-26的花粉育性表现部分不育,育性为26.15%。对3R-9、3R-10分别接种重庆武隆4号生理小种和四川成都11号生理小种后表现免疫,说明创制的含有三抗位点材料能够抗4号和11号生理小种。 4、以三抗位点材料3R-9、3R-10、3R-19、3R-26与单抗位点材料9LQ(CRb)进行杂交,创制四抗位点材料,配置的8个组合中,3R-9×9LQ组合获得成活幼胚5个,3R-10×9LQ组合获得成活幼胚1个,3R-26×9LQ组合获得成活幼胚2个,共获得8株远缘杂交后代,分别为4R-1~4R-8。当9LQ做母本的杂交组合中,均未得到成活幼胚,表明正反交对远缘杂交的亲和性影响很大。用B0902、Yau389、A08-300、OA四对引物,对4R-1~4R-8进行分子标记辅助选择,成功筛选到1株四抗位点材料,2株三抗位点材料,4株两抗位点材料,1株一抗位点材料,四抗位点材料为4R-6。对4R-6进行形态学分析,4R-6叶缘呈波状,生长健壮,叶片开始有结球性状。 5、对四抗位点材料4R-6接种重庆武隆、重庆涪陵、重庆万州、四川成都、四川广元、四川攀枝花、湖北宜昌、湖北恩施8个地区的根肿菌,4R-6能够对重庆武隆、重庆涪陵、重庆万州、四川成都、四川广元、湖北恩施6个地区的根肿菌免疫,对四川攀枝花的根肿菌耐病,只对湖北宜昌地区的1个根肿菌表现感病,其病情指数为37.5,但低于感病对照病情指数60.71。表明四抗位点材料4R-6能够对多个地区的根肿菌表现优良的抗性水平。

蒋顺顺

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芸薹属 种间杂交 根肿病 基因聚合 分子标记

硕士

农艺与种业

司军;范永红

2023

西南大学

中文

S5