普通烟草重要抗病基因的分子标记检测及其抗性鉴定

发布时间：2020-07-02 20:00

【摘要】：烟草是我国重要的经济作物,烟草生产和销售在我国国民经济中占有重要地位。烟草花叶病和黑胫病是危害烟草产量和品质的极为严重的世界性病害。近年来,我国主要烟草产区两种病害的发生率均呈现出逐年上升的趋势,严重影响着我国的烟草产量和质量。研究表明,在生产上防御和控制烟草病害最经济、最有效的方法就是推广培育抗病的烟草品种。优良品种是作物生产的重要基础,而选择又是培育优良品种的重要环节。近年来,随着分子生物学技术的发展和应用,烟草抗病特性分子标记的不断开发、标记本身稳定性和准确性的不断加强,为烟草抗病育种中亲本选配和后代抗病基因型筛选提供了新的技术和方法。目前普通烟草已建立了较为稳定的、包括抗花叶病N基因、抗黑胫病Ph基因在内的多种重要抗病特性的特异分子标记。为此,本研究在查阅大量烟草抗TMV和抗黑胫病分子标记相关研究的基础上,利用甄别和检选的烟草TMV和烟草黑胫病抗性特性的特异分子标记,对60份普通烟草育种亲本种质资源、65份不育系杂交种材料、35份高代材料进行了抗TMV、抗黑胫病特性基因的特异分子标记检测,同时进行了以上材料的温室抗病特性鉴定及烟草抗病特性基因的特异分子标记与温室抗病特性的关联性分析,获得了以下研究结果:1.160份烟草材料烟草花叶病抗性基因的4个特异性分子标记检测表明,有77份、137份、34份、37份材料分别含有标记NM2、F10、E1+E2和N2,分别占比为48.1%、85.6%、21.3%和23.1%;9份材料不含烟草花叶病的抗性标记。供试材料中,F10标记分布率最广。2.160份烟草材料黑胫病抗性基因的5个特异分子标记检测表明,有123份、143份、140份、138份和140份材料含有标记PT20383、INDel10617、ST141、Scf_30K和TM62,分别占比为76.9%、89.4%、87.5%、86.3%和87.5%,共6份材料不含黑胫病的抗性标记。供试材料中,黑胫病抗性基因的5个连锁标记分布率较高,均76%以上。3.160份烟草材料温室花叶病抗性特性鉴定表明:有20份材料既表现出对烟草花叶病的抗性(HR,MR和R),又含有抗性基因4个连锁标记。其中,NC71、9J22、CV87、双抗70、抗88和Coker176共6份材料表现高抗;高代材料16F5-32、育种亲本材料89-07-1-2、吉烟5号、Coker86、台烟8号和CV91,共6份材料表现出抗性特性;不育系材料9D45、9C37、9G45、9G07和19J06、高代材料6F5-18、16F5-16和16F5-4,共8份材料表现中抗特性。该20份材料既表现出对花叶病的抗性特性,又含有抗性基因的连锁标记,是烟草花叶病抗性育种良好的种质资源。4.160个烟草材料温室苗期黑胫病抗性特性鉴定表明:有42份材料既含有黑胫病抗性基因的5个连锁标记,又表现出对黑胫病的抗性(HR,MR和R),其中,革新三号、NC55-1、73、9J25、16F5-15、16F5-16、16F5-39、16F5-40和16F5-44,共9份材料表现高抗;育种亲本材料秦烟96和不育系材料9E07表现抗性特性(R);亲本材料皱叶红大、双抗70、云烟110、FLorida301和Ti245,不育系材料9A15、9A45、9A11、9B37、9J02、9J05、9J06、9J11、9J20、9J21、9J38、QY201、9D37、9C15、9G45、9G38,高代材料5FB10-3、16F5-18、16F5-29、16F5-32、16F5-46、16F5-52、6FA10-3、NC89、16F5-11、16F5-26,共31份材料表现中抗(MR)。该42份材料既表现出对黑胫病的抗性特性,又含有抗性基因的连锁标记,是烟草黑胫病抗性育种良好的种质资源。5.对4个烟草花叶病抗性基因连锁标记对应的病情指数分别进行单倍型分析表明:烟草品种的烟草花叶病病情指数与花叶病抗性基因的4个连锁标记的有无均达到极显著相关(p0.01),且含有抗性基因的材料烟草花叶病病情指数极显著低于不含抗性基因材料的病情指数(p0.01)。表明烟草花叶病抗性基因对供试材料的抗病性起到重要的调控作用。6.对5个黑胫病抗性基因紧密连锁标记对应的病情指数分别进行单倍型分析表明:烟草品种病情指数与抗性基因的5个紧密连锁标记的有无均达到极显著相关(p0.01),含有抗性基因的材料病情指数极显著低于不含抗性基因的材料(p0.01)。表明供试材料中的黑胫病抗性基因对黑胫病的抗性起着重要的调控作用。7.对160份烟草品种材料分别进行烟草花叶病和黑胫病的抗性基因特异分子检测,并对上述资源同步开展TMV和黑胫病人工接种抗病鉴定,结果表明:共有31份材料对烟草花叶病和黑胫病均表现出抗性特性(HR、R和MR);共有21份供试材料,均含烟草花叶病抗性基因的4种标记和黑胫病抗性基因的5种标记。其中,亲本NC71、双抗70和不育系9J06、9D45、9G07共5份材料既含有抗性基因的所有连锁标记,又在抗性鉴定中表现出对烟草花叶病和黑胫病的双抗特性,是优良的育种材料。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.72
【图文】：

抗性基因,花叶病,试材,烟草

图 2-1 烟草部分供试材料花叶病抗性基因连锁标记分子检测情况Figure 2-1 Detection of mosaic marker molecules of mosaic disease resistance genes in tobacco注: M: 2000 （5000） bp DNA Marker; CK: 阳性对照; ck: 阴性对照; 其余为部分供试烟草材料抗性基因连锁标记 NM2的检测; B: 抗性基因连锁标记 F10的检测; C: 抗性基因连锁标记 E1+检测; D: 抗性基因连锁标记 N2 的检测Note: M: 2000 （5000） bp DNA Marker; CK: positive control; ck: negative control; the rest are pthe tested tobacco material; A: detection of the resistance gene linkage marker NM2; B: resistance glinkage marker F10 Detection; C: detection of resistance gene linkage marker E1+E2; D: detectionresistance gene linkage marker N2通过对供试的 160 个烟草材料进行分子检测，结果表明（表 2-2，附录 B）：77 个品种含有标记 NM2，占比 48.1%；137 个品种含有标记 F10，占比 85.6%；3品种含有标记 E1+E2，占比 21.3%；37 个品种含有标记 N2，占比 23.1%；4 个标含有的品种有 29 个，占供试材料的 18.1%；10 份材料不含抗性标记。在 60 份育本材料、35 份高代材料、65 份不育系材料中，F10 标记的分布率均为最高，分别81.7%、50.0%、96.7%。表 2-2：烟草花叶病抗性基因连锁标记在不同类型供试材料中的分布Table 2-1 Distribution of TMV resistance gene linkage markers in different types of tested mate

烟草花叶病,烟草苗期,病害程度,抗性鉴定

QB（60）NM2 29 48.3F10 49 81.7E1 12 20.0N2 12 20.0GD（35）NM2 21 35.0F10 30 50.0E1 4 6.7N2 9 15.0BYX（65）NM2 27 45.0F10 58 96.7E1 18 30.0N2 16 26.72.4.2 烟草花叶病抗病性鉴定结果对 160 个供试的烟草材料进行苗期花叶病抗性特性鉴定，以革新三号为抗病对照品种， G-140 为感病对照品种，烟草花叶病病害程度分级按照 GB/T 23222 的规定进行（图 2-2）。烟草花叶病抗性鉴定结果（附录 F）表明，160 份供试材料中，共有 75 份材料表现出对烟草花叶病的抗性（HR, MR 和 R），占供试材料的 46.9%。

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