青花菜抗根肿病资源创新与CRa和PbBa8.1遗传转育

作     者：谢琪 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李占省

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：青花菜 根肿病 Cra PbBa8.1 遗传背景 

摘      要：根肿病已成为世界十字花科作物的主要病害之一,危害严重。根肿菌在土壤中存活时间较久,传统的农业防治很难奏效,化学防治成本较高且易对环境造成污染,培育抗病品种是防治根肿病的有效措施。近年来,我国浙江、重庆、河南等地出现了不同程度根肿病流行趋势。本研究将通过远缘杂交、回交转育、遗传转化等途径创制青花菜抗根肿病材料,并对这些资源的表型、倍性、遗传背景等进行了分析与研究。主要结果如下:1.以甘蓝型油菜‘华双5R’为父本与7份青花菜自交系进行远缘杂交,结合胚挽救与分子标记鉴定最终获得47份阳性株,F阳性株均含有CRa和Pb Ba8.1抗病位点;除B153与‘华双5R’杂交后代为三至四倍体杂合倍性,其余5种材料均为二至三倍体杂合倍性;不同基因型之间花粉活力存在显著差异,变异范围为10%～95%。同时,通过与抗病资源‘雅翠91’杂交转育获得不育系BC1代,并与恢复材料RB3杂交转育获得含有Rfo恢复基因（ORF138蛋白）的抗病材料10株。2.通过构建PHB-CRA1-EGFP表达载体,对青花菜优良自交系材料18LH、18Y8、19B42进行抗根肿病基因CRa的遗传转化研究,并验证了青花菜中最适宜的潮霉素筛选浓度为5 mg/L,并利用CRa序列信息设计引物,分子鉴定结果表明,21株阳性株已转入CRa基因。3.41份十字花科种质资源和育种材料离体和分子鉴定结果表明,含有7个抗根肿病位点的材料共有4份（B578、B1024、B1025和B1026）,含6个抗根肿病位点的材料共有2份,约32%的材料含有5个抗根肿病位点;利用基于青花菜和油菜基因组背景设计的93对简单序列重复（SSR）标记中选出多态性好、条带清晰的21对SSR标记,对含有5个及以上抗病位点的10份重要材料进行鉴定,每对引物平均多态性信息含量（PIC）为0.41,范围为0.16至0.95,聚类分析表明,供试材料的遗传相似系数为0.57～0.91,利用5对核心引物构建了8份青花菜材料的DNA指纹图谱。4.在水培环境下观察青花菜、番茄及辣椒根肿菌侵染过程,接种14 d时,青花菜根部皮层细胞会形成大量分生孢子和孢子囊,根毛侵染率为83.4%;而根肿菌侵染番茄细胞的速率明显低于青花菜,接种14 d后,观察发现根肿菌虽能侵染番茄皮层细胞但不能形成孢子囊;根肿菌侵染辣椒根毛细胞的速率最慢,只能在根毛区形成少量的分生孢子,极少数孢子能进入皮层细胞且不能形成孢子囊。