[发明专利]小麦抗白粉病基因的抗性遗传、来源及染色体定位

说明书

技术领域

小麦抗白粉病基因的抗性遗传、来源及染色体定位，属于分子生物学领域。

背景技术

小麦白粉病是由小麦白粉菌(Erysiphe graminis.f.sp tritici)引起的真菌性病害，过去仅在具有充沛雨量的海洋性和半大陆性气候环境的小麦种植区流行并造成严重的产量损失(Bennett，1984；Miranda et al.，2006)。20世纪60年代以来，小麦矮秆、半矮秆品种的推广，氮肥施用量的增加，白粉病的危害日趋严重，在世界主要麦区由次要病害上升为主要病害，成为影响和限制小麦稳产和高产的一大障碍(王心宇等，2001)。据统计，小麦白粉病引起的产量损失一般为5-10％，严重发生时可高达50％，甚至绝产。如在1990年，我国小麦白粉病为害面积达1.8亿亩，产量损失达32亿公斤(刘万才、邵振润，1998)。

发明内容

小麦对白粉病的抗性可分为两种类型，即由主效基因控制的质量抗性和由微效多基因控制的数量抗性。质量抗性由显性或隐性单基因控制，已报道的抗白粉病基因绝大多数为显性，仅来自于栽培二粒小麦的Pm5和来自于野生二粒小麦的Pm26为隐性(Law and Wolfe，1966；Lebsock and Briggle，1974；Rong et al.，2000)。在未定名的抗白粉病基因中，还有一些为隐性遗传。Robe和Doussinault(1995)通过苗期离体叶片鉴定发现，法国的一个重要抗病品系RE714除含有抗病基因Pm4b外，还含有一个隐性抗病基因MLRE，并推测该基因来自二粒小麦。Singrün等(2004)在普通小麦品系TA2682c中发现了两个抗白粉病基因，其中一个为隐性，根据抗性反应的不同，将这一隐性基因确定为新的小麦抗白粉病基因，命名为mlRD30，并利用中国春缺-四体的AFLP标记验证，将其定位到染色体7A上。在我国，Huang等(2000，2002)鉴定了几个重要抗病农家品种，如红卷芒、苯三月黄、小白冬麦、游白兰和复壮30，其对白粉病的抗性均受隐性基因控制。小麦对白粉病的数量抗性又称之为慢粉性(Roberts et al.，1970；Shaner，1973)、部分抗性(Hautea et al.，1987)、田间抗性或成株抗性(Griffey et al.，1993；Griffeyand Das，1994)，由微效多基因控制。少数被克服的主效基因的残效也提供成株的抗性(Nass etal.，1981；Chantret et al.，1999)。

迄今已在小麦基因组的36个基因位点鉴定了52个主效抗白粉病基因(Huang et al.，2004；Zhu et al.，2005；Miranda et al.，2006)(表1)。这些基因不是随机分布在基因组中(表2)，而是成簇存在于基因的富集区域(Gell et al.，1996a，b)。小麦抗白粉病基因共有三类来源：一类来源于普通小麦，包括Pm1a、Pm1e、Pm3、Pm5b-5e、Pm9、Pm10、Pm11、Pm14、Pm15、Pm23、Pm24、Pm28、Pm38、Pm39；第二类来源于小麦近缘种，包括Pm1b(栽培一粒小麦)，Pm1c(一粒小麦)、Pm1d(斯卑尔塔小麦)，Pm4a、Pm5a(栽培二粒小麦)，Pm4b、Pm33(波斯小麦)，Pm6、Pm27、Pm37(提莫菲维小麦)，Pm16、Pm26、Pm30、Pm31、Pm36(野生二粒小麦)和Pm25(野生一粒小麦)；第三类来源于小麦近缘属，包括Pm7、Pm8、Pm17、Pm20(黑麦)，Pm12、Pm32(拟斯卑尔脱山羊草)，Pm13(高大山羊草)，Pm2、Pm19、Pm34、Pm35(粗山羊草)，Pm21(簇毛麦)，Pm 29(卵穗山羊草)。其中Pm10，Pm11，Pm14和Pm15只抗冰草属白粉病菌，不抗小麦白粉病(Tosa et al.，1987；1988；1990)，Pm17是Pm8的等位基因(Hsam andZeller 1997)，Pm18和Pm22均为Pm1的等位基因，分别被重新定名为Pm1c和Pm1e(Hsam etal.，1998；Singrün et al.，2003)。另外，最近有关学者从栽培一粒小麦、提莫菲维小麦、乌拉尔图小麦和两个单粒小麦品种中分别发现了新的小麦抗白粉病基因，依次命名为NCA4，NCAG11，PmU，Mlm2033，Mlm80，Pm37(Srnic et al.，2005；Qiu et al.，2005；Yao et al.，2006；Perugini et al2008)。