_一对单显性大豆抗疫霉根腐病基因的遗传分析及定位 优先出版

收稿日期： 2014－12－02 基金项目： 国家公益性行业（ 农业） 科研专项（ （ 20130301 江苏省自然科学基金项目（ BK20130684 ） ； 教育部长江学者和创新团队发展计划项目（ PCSIＲT13073）
* Email： guona@ njau．edu．cn。 作者简介： 郭娜， 讲师， 博士， 主要从事大豆抗病性研究， 教授， 博导， 主要从事大豆育种工作， 通信作者： 邢邯， 025－84399526， Email： hanx@ njau．edu．cn。
J］ ． 南京农业大学学报， 2015， 38（ 4） ： 532－537 郭娜， 胡冠军， 赵晋铭， 等． 一对单显性大豆抗疫霉根腐病基因的遗传分析及定位［
一对单显性大豆抗疫霉根腐病基因的 遗传分析及定位
胡冠军， 赵晋铭， 黄婧， 孙聚涛， 李丽红， 盖钧镒， 邢邯 郭娜，
作物遗传与种质创新国家重点实验室， 江苏 南京 210095） 摘要： ［ 目的］ 大豆疫霉根腐病是大豆毁灭性的病害之一， 防治该病最安全有效的方法是培育和利用抗性品种 。 迄今为止， Ｒps1k 等） 抗性有效。 因此， 已在大豆基因组上鉴定了 21 个大豆疫霉根腐病抗性基因， 但是在中国只有少数基因（ 如 Ｒps1c、 。‘大方六月早’ 急需发掘新的大豆疫霉根腐病抗性基因， 以满足抗病育种的需要 对大豆疫霉菌的抗谱较广， 是目前筛选出 ‘大方六月早’ ‘矮脚早 ’ 的优异抗源。［ 方法］ 采用下胚轴创伤接种方法进行抗病性鉴定， 以品种 为抗病亲本与品种 配置杂 ‘大方六月早 ’ 交组合获得 F2 ∶3 代家系群体， 并进行遗传分析， 通过 SSＲ （ simple sequence repeat ） 标记对 的抗性基因进行定 ： ‘大方六月早 ’ 位。［ 结果］ 该群体的抗性遗传分析表明 对大豆疫霉根腐病的抗性由 1 对主效基因控制， 抗病对感病表现 为显性， 暂命名为 ＲpsAH。使用 SSＲ 标记进行分子作图， 抗病基因 ＲpsAH 被定位在大豆 3 号染色体（ 即 N 连锁群） 上， 距离 ‘大方六月早’ 标记 Sat_166 为 4．1 cM。［ 结论］ 大豆品种 对大豆疫霉菌株 AH 的抗性由 1 个单显性基因控制， 该基因定位于 大豆分子遗传图谱 N 连锁群上。 关键词： 大豆； 大豆疫霉菌； 遗传分析； SSＲ 标记； 抗性基因 中图分类号： S332．2； S565．1 文献标志码： A 文章编号： 1000－2030（ 2015） 04－0532－06
第4期
郭娜， 等： 一对单显性大豆抗疫霉根腐病基因的遗传分析及定位
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由大豆疫霉菌（ Phytophthora sojae Kaufmann ＆ Gerdemann ） 引起的大豆疫霉根腐病 （ Phytophthora root ［1 ］ rot of Soybean ， PＲＲ） 是大豆生产上毁灭性的病害之一。1948 年， 在美国印第安纳州首次报道该病害 ， 随
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（ 南京农业大学大豆研究所 / 国家大豆改良中心 / 农业部大豆生物学与遗传育种重点实验室 /
Genetic analysis and mapping of a single dominant Phytophthora sojae resistance gene in soybean
GUO Na ， HU Guanjun， ZHAO Jinming， HUANG Jing， SUN Jutao， LI Lihong， GAI Junyi， XING Han *
（ Soybean Ｒesearch Institute / National Center for Soybean Improvement / Key Laboratory of Biology and Genetics and Breeding for Soybean， Ministry of Agriculture / State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China） Abstract： ［ caused by Phytophthora sojae is a destructive disease on soybean Objectives］Phytophthora root and stem rot （ PＲＲ ） ， throughout the world． Utilization of resistance varieties is the most economical and environmentally safe method for controlling the disease． Up to now， 21 resistance genes have been identified in soybean． However， only a few genes， such as Ｒps1c and Ｒps1k， were effectively resistant to populations of P. sojae in China， so to mine new resistance genes is necessary for the disease． Soybean cultivar ‘Dafangliuyuezao’ has broad spectrum resistance to P. sojae， and is an elite resistance source for Phytophthora root rot of soybean． בAijiaozao ’ ［ Methods］ A population of F 2 ∶3 lines derived from the cross of ‘Dafangliuyuezao ’ was developed for resistance genetic analysis and resistance gene mapping． Using hypocotyl inoculation method at the seedling stage in the glasshouse， the reaction to P. sojae isolate AH（ virulence type 2， 3a， 3b， 4， 5） ， Ｒesults］ The segregation ratio in the population in 156 F2 ∶3 lines were identified． ［ fit into 1 ∶2 ∶1 for homozygous resistant， segregating and homozygous susceptible， showing that the resistance of ‘Dafangliuyuezao ’ to P. sojae strain AH is controlled by a single dominant gene， with the temporary name of ＲpsAH． On the basis of linkage analysis with SSＲ markers， ＲpsAH was located on molecular linkage group N， and flanked by Sat_166 with genetic distances 4．1 cM． ［ Conclusions］ The resistance to Phytophthora root rot is controlled by a single dominant gene， and the resistance gene ＲpsAH in ‘Dafangliuyuezao’ was mapped on molecular linkage group N． Keywords： soybean； Phytophthora sojae； genetic analysis； SSＲ markers； resistance gene
［2 ］ 后在全世界范围内呈扩大蔓延趋势 。在美国， 由该病造成的经济损失每年超过 2．5 亿美元 。 在中国， 不 ［3－6 ］ ， 同大豆产区相继发现大豆疫霉根腐病 可以在大 且呈加重趋势。大豆疫霉根腐病是一种土传性病害 ，
豆的任何生育期进行侵染并造成严重危害 。选育和种植抗病品种是防治该病最经济有效的方法 ， 抗性的 ［7－8 ］ 。 遗传分析及抗病基因的定位是抗病育种的关键 大豆对大豆疫霉根腐病的完全抗性是单基因控制的质量性状抗病性 ， 可抵御病害的扩展， 是当前抗病 ［9－10 ］ 。 到目前为止， Ｒps2、 育种中广泛利用的抗病性类型 已经鉴定的大豆疫霉根腐病抗性位点有 Ｒps1、 Ｒps3、 Ｒps4、 Ｒps5、 Ｒps6、 Ｒps7 和 Ｒps8 等［11－18］。 Ｒps1 （ 包 含 5 个 等 位 基 因 Ｒps1a、 Ｒps1b 、 Ｒps1c、 Ｒps1d 和 Ｒps1k） 与 Ｒps7 连锁， 定位在 3 号染色体（ LG N） 上； Ｒps2 定位在 16 号染色体 （ LG J ） 上； Ｒps3 （ 包含 3 个等 Ｒps3b 和 Ｒps3c） 与 Ｒps8 连锁， 位基因 Ｒps3a、 定位在 13 号染色体 （ LG F ） 上； Ｒps4 和 Ｒps5 均与 Ｒps6 连锁， Ｒps10、 这 3 个抗性基因都定位在 18 号染色体（ LG G） 上。最近， 研究人员又发现几个新的抗性基因 ： Ｒps9、 ＲpsYu25、 ＲpsUN1 、 ＲpsUN2 、 ＲpsYD29 、 ＲpsJS 等［19－25］。 其中 Ｒps9、 ＲpsYu25、 ＲpsUN1、 ＲpsYD29 与 Ｒps1 连锁或 等位， 均定位在 3 号染色体（ LG N） 上； ＲpsUN2 与 Ｒps2 连锁， 定位在 16 号染色体 （ LG J ） 上； Ｒps10 定位在 17 号染色体（ LG D2） 上； ＲpsJS 定位在 18 号染色体（ LG G） 上， 与 Ｒps4 和 Ｒps6 连锁或者等位。 然而， 大豆 疫霉的变异频率很快， 特别是在抗病品种的选择压力下， 新的毒力小种很容易产生和积累， 使得抗病品种 在推广 8 ～ 15 年后就会“丧失 ” 原有的抗性。 并且研究人员发现在国外鉴定的抗病基因中 ， 只有 Ｒps1c 和 Ｒps1k 的抗性在中国有效［26］。因此， 迫切需要发掘新的大豆疫霉根腐病抗性基因 。 ‘矮脚早’ （ P 2 ） 杂交产生的 F 2 ∶3 代家系为材料， ‘大方六月早’ （ P1） 与 本研究以亲本 明确大豆疫霉根腐 ， SSＲ （ simple sequence repeat ） ， 病完全抗性的遗传规律 利用 标记对抗病位点进行定位 为抗性基因克隆和 分子标记辅助抗病育种奠定基础 。