小麦农家品种大红头抗白粉病新基因Pmdht的精细定位研究与利用

Powdery mildew, caused by Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), is one of the most important diseases in common wheat (Triticum aestivum L.). Exploring new powdery mildew resistance gene in wheat and developing resistant wheat lines are very important for wheat production in our country. Wheat landrace 'Dahongtou' showes immune or high resistant to many domestic Bgt isolates. Resistance spectrum research and inheritance analysis indicated the resistance of 'Dahongtou' to E09 isolate was controled by a recessive Pm gene Pmdht. There is no report about gene location for Pmdht up to now. For exploiting and applying the new reistance gene Pmdht, we plan to expand the F2 segregating populations derived from the cross of resistance variety "Dahongtou" and susceptible variety Mingxian 169. Bulk segregant analysis (BSA) will be employed to screen the polymorphism for markers. Molecular marker mapping methods will be applied for fine mapping Pmdht. Closely linked markers will be identified with a genetic distance less than 2 cM. New resistance gene Pmdht will be transfered into wheat varieties "Zhengmai9023" and "Jimai22" by back cross and marker-assisted selection (MAS) to develop new wheat powdery mildew resistant lines. The study will lay theory foundation for map cloning new resistance gene Pmdht and molecular design breeding.

小麦白粉病是影响我国小麦生产安全的重要病害之一，发掘研究新的小麦抗白粉病基因并培育抗白粉病新品种对于我国小麦生产具有重要意义。小麦农家品种大红头对我国多个流行白粉菌小种表现为免疫至高抗，前期抗菌谱研究、抗性遗传分析表明，大红头对白粉菌E09的抗性由一个新的隐性抗白粉病基因Pmdht控制；对这一基因的定位研究尚未见文献报道。为进一步利用该新抗病基因Pmdht，本研究拟扩大小麦抗病品种大红头与感病品种铭贤169的F2分离群体；通过集团分组分析法（BSA）筛选多态性标记；采用分子标记作图法精细定位Pmdht；鉴定与Pmdht遗传距离在2.0cM以内的分子标记；并通过回交和标记辅助选择方法向高产、优质小麦主栽品种郑麦9023和济麦22中转移该抗性基因，选育出性状优良且抗性稳定的小麦抗白粉病新品系。本研究可为抗白粉病新基因Pmdht的图位克隆和分子设计育种奠定理论基础。

小麦白粉病是由禾本科布氏白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt）侵染引起的一种真菌病害，是影响中国小麦生产安全的重要病害之一。发掘研究新的小麦抗白粉病基因并培育抗白粉病新品种对于我国小麦生产具有重要意义。. 本研究利用8个白粉病菌生理小种对鸟麦进行抗谱分析，发现鸟麦对所有供试菌表现高抗或免疫；利用白粉病菌株B03，对鸟麦×铭贤169杂交组合的F1、F2和F2:3家系以及鸟麦×铭贤169组合与铭贤169的回交群体进行抗性鉴定和遗传分析，结果表明，鸟麦对B03菌株的抗性是由一个显性抗性基因控制的，暂时将其命名为PmNM。采用分离群体分组分析法在抗病亲本、感病亲本和抗、感池之间筛选SSR标记、EST标记和STS标记，结果发现有7对SSR标记CFD81、CFD40、CFD78、CFD67、GWM159、WMC608和WMC805以及2对SCAR标记SCAR203和SCAR112在抗、感亲本和抗、感池之间均表现出一致的多态性。利用213个F2:3家系组成的分离群体进行连锁性分析，结果表明，PmNM与两侧标记位点Xcfd81和Xcfd78的遗传距离分别为0.4 cM和7.5 cM；同样，利用545个单株组成的回交群体进行连锁作图表明，PmNM与标记位点Xcfd81共分离，与另一侧标记位点Xcfd78的遗传距离为4.8 cM。由于所有的这些连锁标记均位于小麦5DS染色体上，因此，通过分子作图将PmNM定位在小麦5DS染色体上。在小麦5DS染色体上，正式命名的小麦抗白粉病基因仅有Pm2。比较鸟麦与Pm2基因载体材料Ulka/8*cc以及Pm2+Tal和Pm2+6等复合基因载体材料对14个不同的白粉菌菌株的抗性反应，结果表明，鸟麦对2个菌株的反应不用于Ulka/8*cc。因此，鸟麦中的抗白粉病基因PmNM不同于已报道的抗白粉病基因Pm2，是一个新的抗白粉病基因。通过回交转育和分子标记辅助选择方法，将PmNM 转入高产、优质小麦主栽品种郑麦9023中，并进行标记检测和抗性鉴定，培育出高抗白粉病且性状优良的新品系NZ215。. 本研究具有重要的理论意义和实用价值，为抗白粉病新基因PmdNM的图位克隆和分子设计育种奠定理础，为小麦白粉病的防治提供新的资源。