一种具有条锈病抗性基因Yr4EL的新小麦四倍体Thinopyrum elongatum小片段易位系的细胞遗传学鉴定及分子标记的开发

《Molecular Breeding》：Cytogenetic identification and molecular marker development of a novel wheat-tetraploid Thinopyrum elongatum small fragment translocation line with stripe rust resistance gene Yr4EL

　　

摘要

四倍体Thinopyrum elongatum（2n = 4x = 28，EEEE）是一种宝贵的小麦改良遗传资源，它含有能够抵抗多种病害的基因，包括条锈病、白粉病和Fusarium穗枯病。在之前的研究中，我们培育出了小麦-四倍体Thinopyrum elongatum易位系T4DS·4DL-4EL，该易位系携带了4EL染色体上49.59 Mb的末端片段，其中包含Yr4EL条锈病抗性位点。在本研究中，我们使用了ph1b突变体来促进同源重组，并缩小4EL片段整合的规模。通过GISH、FISH和分子标记技术，鉴定并分析了4条新的小片段T4DS·4DL-4EL易位系，它们的末端4EL片段分别为13.22 Mb、1.99 Mb、1.42 Mb和1.08 Mb。条锈病抗性评估结果显示，只有T4DS·4DL-4EL#3表现出全阶段抗性；遗传分析进一步证实了13.22 Mb 4EL片段整合与F₂代群体中的抗性之间存在完全关联。我们开发了两种竞争性等位基因特异性PCR标记，用于区分携带13.22 Mb 4EL片段的植株，并发现这些标记与F₂代群体中的抗性表型完全一致。通过将这些易位系的断点信息与我们之前报告的遗传图谱结果整合，将Yr4EL的抗性基因区间缩小到大约0.8 Mb（610.2–611.0 Mb），该区间两侧分别由分子标记< />和TS4E-1915所标记。同时，还开发了三个与该0.8 Mb区间共分离的特异性序列标签位点（Sequence-Tagged Site markers）。总体而言，本研究培育的小片段易位系为基因克隆和育种工作提供了新的种质资源。

四倍体Thinopyrum elongatum（2n = 4x = 28，EEEE）是一种宝贵的小麦改良遗传资源，它含有能够抵抗多种病害的基因，包括条锈病、白粉病和Fusarium穗枯病。在之前的研究中，我们培育出了小麦-四倍体Thinopyrum elongatum易位系T4DS·4DL-4EL，该易位系携带了4EL染色体上49.59 Mb的末端片段，其中包含Yr4EL条锈病抗性位点。在本研究中，我们使用了ph1b突变体来促进同源重组，并缩小了4EL片段整合的规模。通过GISH、FISH和分子标记技术，鉴定并分析了4条新的小片段T4DS·4DL-4EL易位系，它们的末端4EL片段分别为13.22 Mb、1.99 Mb、1.42 Mb和1.08 Mb。条锈病抗性评估结果显示，只有T4DS·4DL-4EL#3表现出全阶段抗性；遗传分析进一步证实了13.22 Mb 4EL片段整合与F₂代群体中的抗性之间存在完全关联。我们开发了两种竞争性等位基因特异性PCR标记，用于区分携带13.22 Mb 4EL片段的植株，并发现这些标记与F₂代群体中的抗性表型完全一致。通过将这些易位系的断点信息与我们之前报告的遗传图谱结果整合，将Yr4EL的抗性基因区间缩小到大约0.8 Mb（610.2–611.0 Mb），该区间两侧分别由分子标记< />和TS4E-1915所标记。同时，还开发了三个与该0.8 Mb区间共分离的特异性序列标签位点（Sequence-Tagged Site markers）。总体而言，本研究培育的小片段易位系为基因克隆和育种工作提供了新的种质资源。