大豆种粒斑驳抗性的遗传分析及基因定位.pdf

1 大豆种粒斑驳抗性的遗传分析及基因定位 李文福1 刘春燕1,2 高运来1 李灿东1 蒋洪蔚1 王 堃1 陈庆山1,* 胡国华2,3,*(1 东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨 150030；2 黑龙江省农垦科研育种中心，黑龙江哈尔滨 150090；3 国家大豆工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨 150050) 摘摘 要要：运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法)，对大豆品系 3C624×东农 8143 的F2、F3代群体接种SMV1 号株系鉴定种粒斑驳抗性，并进行抗种粒斑驳基因的分子定位结果表明，东农 8143 对SMV1 号株系的种粒斑驳抗性受 1 对显性基因控制用Mapmaker/Exp 3.0b进行连锁分析，抗种粒斑驳基因位于大豆染色体组的F连锁群上，并获得了与抗种粒斑驳基因紧密连锁的 5 个SSR标记Sat_297、Sat_229、Sat_317、Satt335 和Sct_188，标记与抗病基因间的排列顺序和连锁距离为Sat_297–12.4 cM–Sat_229–3.6 cM–SRSMV1–1.7 cM–Sat_317–2.4 cM–Satt335–13.8 cM–Sct_188。

其中近距离标记Sat_229(3.6 cM)、Sat_317(1.7 cM)和Satt335(4.1 cM)可用于标记辅助选择育种和抗源筛选 关键词关键词：大豆；大豆花叶病毒；种粒斑驳；抗病基因；SSR 标记 Genetic Analysis and Mapping of Resistance Gene to Seed Coat Mottle in Soybean LI Wen-Fu1, LIU Chun-Yan1,2, GAO Yun-Lai1, LI Can-Dong1, JIANG Hong-Wei1, WANG Kun1, CHEN Qing-Shan1,*, and HU Guo-Hua2,3,* (1 College of Agriculture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, Heilongjiang; 2 The Crop Research and Breeding Center of Land-Reclamation, Harbin 150090, Heilongjiang; 3 The National Research Center of Soybean Engineering and Technology, Harbin 150050, Heilongjiang, China) Abstract: Soybean mosaic virus (SMV) caused a worldwide disease in soybean, reducing yield and making mottling of soybean seeds, and so largely losing soybean economy value. Resistant variety breeding is the most effective way to protect against the seed coat mottle. Molecular marker technology and assisted selection would improve the breeding process and increase the breeding efficiency. In this study, a F2:3 population, derived from Dongnong 3C624 (susceptible) × Dongnong 8143 (resistant), was used to study the genetic mechanism of the resistance, and map the resistant gene of seed coat mottle by simple sequence repeat (SSR) markers with bulked segregation analysis (BSA) method. Two parents and their F2, F3 population were inoculated with SMV strain No.1 in 2006 and 2007. Identification results in two years showed that resistance to SMV strain No.1 of Dongnong 8143 was controlled by one pair of dominant genes by χ2 analysis. Six hundred pairs of SSR primers were screened, and five SSR markers, Sat_297, Sat_229, Sat_317, Satt335, and Sct_188, were mapped near the resistance gene. Linkage analysis indicated that the resistance gene locus was placed on the linkage group F. The order and genetic distance among the resistance gene and markers were Sat_297–12.4 cM–Sat_229–3.6 cM–SRSMV1–1.7 cM–Sat_317–2.4 cM–Satt335–13.8 cM–Sct_188. Sat_229, Sat_317, and Satt335 can be used for molecular assisted breeding. Keywords: Soybean; SMV; Seed coat mottle; Resistance gene; SSR marker 大豆花叶病毒病(Potyviridae，Soybean mosaic virus，SMV)是世界性病害，引起种粒斑驳，导致大豆减产，严重影响着大豆的经济和商品价值。

传统的育种方法存在育种时间较长，效率较低等缺陷，利用分子标记技术寻找与抗种粒斑驳基因紧密连锁的分子标记，进行抗源筛选和标记辅助选择育种，可以加快育种进程，提高育种效率 大豆种粒斑驳(又称褐斑粒)最早发现于1908年，Woodworth和Cole[1]首次报道这种斑驳，很长一段时间基金项目基金项目：国家重点基础研究发展计划（973 计划）项目（2004CB117203-5） ；引进国际先进农业科学技术计划（948 计划）项目[2006-G1(A)]；国家高技术研究发展计划（863 计划）项目（2006AA100104-3） 作者简介作者简介：李文福（1984–） ，男，汉族，黑龙江省宾县人，硕士研究生 * 通讯作者（Corresponding authors） ：陈庆山, E-mail: qshchen@, Tel: 0451-55191945; 胡国华, E-mail: Hugh757@, 0451-55199475 Received (收稿日期): 2008-01-27; Accepted (接受日期): 2008-03-30. 世界上很多学者都认为种粒斑驳与SMV无关[1-2]， 自越水幸男[3]明确提出大豆种粒斑驳由大豆病毒病引起后许多报道都证明了这一点[4-7]。

在大豆种粒斑驳抗性遗传研究上，Cooper[8]报道Merit品种对该病免疫，受单个基因Im的控制；WiLcox和Laviolette[9]指出SMV毒性因子限制脐色色素等位基因I和i的正常表达；Bowers和Goodman[10]却指出，Merit品种的种粒对SMV不是免疫的，在未成熟的种子内能检测出有传染性的病毒；陈怡等[11]认为Merit品种对1号、3号株系种粒斑驳的抗性分别受2对隐性、2对显性基因控制胡国华等[12]研究表明，抗种粒斑驳基因为显性，抗性基因的数目与亲本的抗性强度有关抗性强的亲本只携带单显性抗性基因，其遗传方式为简单遗传，抗性较弱的亲本在不同组合中所携带的抗性基因数目不同，可以从1对到3对，除单基因遗传外，还存在互补与累加的遗传方式栾晓燕[13]研究表明，哈91R3-182、哈91R3-188、哈91R3-301、哈91R3-310对SMV3号株系种粒斑驳抗性由2对互补显性基因控制陈怡[14]研究表明哈88-7704、哈88-2498、哈88-2501和合丰33对种粒斑驳的抗性均各受一对显性基因控制 随着分子生物学的日益发展，国内外学者采用RFLP、AFLP和RAPD技术进行大豆花叶病毒病成株抗性研究的较多，而应用重复性好且成本适中的SSR技术则很少。

在SMV的分子遗传学研究上，国外已经命名了 4 个在成株上抗SMV的位点，即Rsv1、Rsv2、Rsv3 和Rsv4Kiihl等[15]报道PI96983 携带一个单显性抗SMVG2 和G3 的基因， 将其定名为Rsv1， Yu等[16-17]将Rsv1 定位在大豆分子连锁群F上 Buzzel等[18-19]将Raiden携带的一个与Rsv1 不同位点的单显性基因命名为Rsv2，将Columbia品种携带的控制茎顶坏死反应且和Rsv1、Rsv2 不等位的另一显性基因命名为Rsv3，Jeong等[20]将Rsv3 定位在B2 连锁群上Buss等[21]、Chen等[22]在PI486355 中发现一个独立于Rsv1 和Rsv3 的基因，命名为Rsv4，Hayes等[23]将Rsv4 定位在D1b连锁群上国内王永军等[24]、战勇等[25]发现 6 个成株抗性基因Ra、Rsc-7、Rsc8、Rsc-9、Rn1、Rn3 相互连锁，利用 3 个RFLP标记A691T、K477I、LC5T将 6 个抗病基因定位在N8-(D1b+W)上滕卫丽等[26]研究指出中选95-5117 对SMV3 号株系的成株抗性受一对基因控制，该基因位于大豆染色体组的F连锁群上，并运用SSR技术获得了与成株抗病基因连锁的 2 个SSR标记Satt114 和Satt362， 标记与抗病基因间的排列顺序和距离为Satt114–2.3 cM–RSMV3–8.6 cM–Satt362。

目前还未见种粒斑驳抗性基因分子标记的相关报道 本研究利用SMV 1号株系接种抗感亲本及其F2、F3代群体，对种粒斑驳抗性进行遗传分析，并利用SSR技术对种粒斑驳抗性基因进行定位，为分子标记辅助育种、筛选抗源种质和克隆抗病基因奠定基础 1 材料与方法 1.1 试验材料 以东北农业大学大豆研究所提供的高感品系3C624为母本，抗病品系东农8143为父本，于2004年配制杂交组合，获得F2代群体共213个单株亲本对SMV1号株系的抗种粒斑驳表现见图12006年4月30日在黑龙江省农垦科研育种中心防蚜网室内随机播种亲本和F2代群体，行长2 m，行株距70 cm × 5 cm2007年5月1日在黑龙江省农垦科研育种中心试验田播种亲本和F3代株行， 顺序排列， 行长1 m， 行株距70 cm × 5 cm 图图1 亲本种粒斑驳抗性鉴定结果亲本种粒斑驳抗性鉴定结果 Fig. 1 Identification of resistance to seed coat mottle from two parents 左：3C624(S)；右：东农 8143(R) Left: 3C624(S); Right: Dongnong8143(R). 在对生真叶期给F2代群体、F3代株行全。