芝麻茎点枯病抗性全基因组关联分析及有效分子标记研究

芝麻是我国主要油料作物之一，茎点枯病是我国芝麻产区普遍发生、危害最重的病害，一般造成减产10%～15%，重者达80%以上，多年来由于缺乏抗源而使芝麻茎点枯病抗性育种未取得突破性进展，对茎点枯病抗性研究因缺乏分子水平有效分子标记，难以弥补表型鉴定的某些缺陷，很难达到对目标基因的高效、准确鉴定和选择，相关基因分析研究尚属空白。关联分析是一种新的基因定位方法，通过研究遗传基础广泛的种质资源中标记与紧密连锁的数量性状之间的LD关系来鉴定数量性状基因，核心种质是进行关联分析的最佳群体。本项目以芝麻核心种质为研究材料，将现代分子生物学与传统方法相结合，在对核心种质（关联分析群体）茎点枯病抗性精确鉴定和全基因组扫描基础上，首次采用关联分析法进行芝麻茎点枯病抗性相关基因定位，开发茎点枯病抗性相关有效分子标记，对分子辅助选择、相关基因分离等后续研究及实现芝麻抗性遗传改良的有效突破奠定基础。

芝麻是我国主要油料作物之一，茎点枯病是我国芝麻产区普遍发生、危害最重的病害，一直以来抗病育种未能取得突破性进展，抗性的深入研究也比较薄弱，相关基因分析及分子标记研究尚属空白。本研究利用79对EST-SSR、SRAP和AFLP引物对216份芝麻核心种质进行了基因组扫描，扩增获得608条多态性条带，并于2009—2011年连续3年对供试群体抗病性进行鉴定，在此基础上采用标记-性状关联分析法进行芝麻茎点枯病抗性相关基因定位。遗传结构分析表明该群体由2个亚群组成，利用GLM（Q）和MLM（Q+K）模型通过关联分析共检测到43个标记同时与供试群体两年或三年茎点枯病病情指数（DI）显著关联，对表型变异解释率在1.82%—9.46%，两种模型检测到的相同标记有3个，其中1个SRAP标记M7E6-1连续三年均能被2种模型检测到，GLM（Q）模型2010年和2011年重复检测到显著关联的2个SSR标记（SSR023-2和SSR012-1），其符合率分别达到了80%和100%，并在抗/感茎点枯病F2分离群体中得到验证，二者有可能成为有效的抗病材料选择标记。本研究还优选出10份对茎点枯病抗性稳定的载体材料，43个关联标记在10份载体材料中的符合率变化于60%—100%，平均符合率92.09%。研究结果将为芝麻抗病材料的分子辅助选择、茎点枯病抗性QTL精细定位、相关基因分离等后续研究及实现芝麻抗性遗传改良的有效突破奠定基础。