通过T2DS·2VL易位技术精细定位并转移小麦成株白粉病抗性基因Pm62

《Theoretical and Applied Genetics》：Fine mapping and transferring wheat adult-plant powdery mildew resistance gene Pm62 through T2DS·2VL translocations

小麦抗白粉病基因Pm62通过T2DS·2VL转座导入，精细定位至2VL染色体0.6Mb区间，含九个高置信蛋白基因和两个C2域基因及两个 χitinase基因，该转座系在小麦背景中未造成产量损失，为异源基因遗传图谱构建和抗病育种提供工具。

　　

摘要

关键信息

小麦成株白粉病抗性基因Pm62通过T2DS·2VL易位被引入小麦，并被精细定位到2VL染色体上的一个狭窄区域，同时对其对产量相关性状的影响进行了研究。

摘要

由Blumeria graminis f. sp. tritici（Bgt）引起的白粉病威胁着全球小麦生产。来自小麦近缘种的成株抗性（APR）基因对于控制该病害仍然至关重要。此前，抗性基因Pm62是通过T2BS·2 V#5L易位从Dasypyrum villosum引入小麦的，同时也培育出了易感品系T2DS·2 V#4L NAU198。在本研究中，我们从DS2V#5(2D)/NAU0686后代中培育出了携带Pm62的T2DS·2 V#5L易位系NAU197，并利用分子细胞遗传学方法验证了其染色体组成。用Bgt菌株E09进行接种实验发现，NAU197和NAU198在三叶期时均表现为易感；然而，NAU197在五叶期后表现出显著的抗性，并在生长后期达到了完全抗性。对NAU197/NAU198 F₁和F₂后代群体的遗传分析证实，Pm62作为一个单显性基因发挥作用。利用2VL染色体上的37个多态性标记，我们将Pm62定位在233株F₂植物的一个区间内，该区间两侧分别由InDel标记F30（0.08 cM）和F79（0.04 cM）所界定。进一步筛选2733株F₂植物后，在Pm62区间内发现了11个重组体，并通过开发8个新标记将Pm62定位到D. villosum 91C43^DH参考基因组中F86和F108之间的约0.6 Mb区域内。该区域包含9个高置信度的蛋白质编码基因和5个尚未被鉴定的蛋白质，其中2个C2结构域基因和2个几丁质酶基因是主要候选基因。新的T2DS·2 V#5L易位系NMZ167在小麦背景中并未导致产量下降。我们的研究为外来基因的遗传图谱构建提供了一种有效策略，并为以抗病性为目标的小麦育种提供了宝贵的遗传资源和分子工具。