【摘 要】
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小麦条锈病是导致小麦产量损失的一个重要真菌病害。Yr AS2388具有对多个条锈菌小种的抗性,在节节麦中表现出全生育期抗性。在六倍体人工合成小麦Syn-SAU-93背景中,Yr AS2388介导的抗性仅部分表达。Yr AS2388编码典型NLR基因结构,但具有两个3’UTR,其介导的条锈病抗性分子机理未知。本研究目的是初步解析Yr AS2388介导的条锈病抗性和创制基因聚合材料。主要结果如下:(1
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小麦条锈病是导致小麦产量损失的一个重要真菌病害。Yr AS2388具有对多个条锈菌小种的抗性,在节节麦中表现出全生育期抗性。在六倍体人工合成小麦Syn-SAU-93背景中,Yr AS2388介导的抗性仅部分表达。Yr AS2388编码典型NLR基因结构,但具有两个3’UTR,其介导的条锈病抗性分子机理未知。本研究目的是初步解析Yr AS2388介导的条锈病抗性和创制基因聚合材料。主要结果如下:(1)苗期携带Yr AS2388基因的合成小麦Syn-SAU-93表现对条锈菌感病,在成株期表现部分抗性;节节麦中Yr AS2388和PR基因的表达水平高于人工合成小麦背景。Yr AS2388在小麦根、茎、叶和穗中均表达,但在叶片中表达量最高。Yr AS2388受条锈菌诱导上调表达;通过转录组分析,获得979个条锈菌胁迫响应差异基因;主要富集在m RNA surveillance pathway(58 DEGs)、phenylpropanoid biosynthesis(55DEGs)、plant-pathogen interaction(52 DEGs)、MAPK signaling pathway-plant(49DEGs)、starch and sucrose metabolism(37 DEGs)等通路。其中,479个差异基因在二倍体节节麦中的表达量高于人工合成小麦背景。(2)将广谱部分抗性基因Yr18、Yr AS2388和Yr36导入到小麦品种蜀麦969和蜀麦830中,创制了聚合3个基因的聚合体材料,为条锈病持久抗性育种提供优异亲本。田间抗性鉴定表明,感病蜀麦969聚合3个抗病基因后获得了对条锈菌的抗性;蜀麦830背景的3基因聚合体表现出和蜀麦830类似的条锈病抗性。(3)将Yr18、Yr AS2388和Yr36成功导入到感病诱发小麦材料SY95-71中,获得具有相同背景、不同基因组合(Yr18、Yr AS2388、Yr36、Yr18+Yr36、Yr18+Yr AS2388、Yr AS2388+Yr36和Yr18+Yr AS2388+Yr36)的遗传研究材料。田间抗病鉴定表明,基因聚合可以增强SY95-71对条锈菌的抗性。携带单基因的小麦材料抗性表现为Yr18>Yr36>Yr AS2388;携带不同基因组合的聚合小麦材料中的条锈病抗性为Yr18+Yr AS2388+Yr36>Yr18+Yr36>Yr18+Yr AS2388>Yr AS2388+Yr36。
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