结缕草抗锈病遗传类型与基因分子标记研究

锈病是结缕草生产和应用中最普遍、发病持续时间最长的一种真菌病害，极大地影响了草坪的观赏和利用价值。特别是近年来随着结缕草的种植面积不断增加，锈病已成为结缕草利用中不容忽视的问题。本项目选用结缕草抗锈品系和感锈品系分别作为父母本进行杂交，获得F1代群体作为遗传分析材料，结合已构建完成的结缕草高密度SSR标记遗传连锁图谱，对和抗锈病有关的性状指标进行QTL分析，并对结缕草抗锈性遗传类型进行鉴定。同时利用大麦、小麦、黑麦草等抗锈病相关基因标记在供试材料中进行多态性筛选，并进行比较基因组分析，从而获得抗病基因连锁标记及主效基因，为结缕草的分子育种奠定重要基础，也为多年生禾草重要农艺性状的分子标记选择和基因定位提供技术平台。

结缕草锈病呈现黄褐色斑点，不仅影响草坪的外观，而且污染游人的衣物，同时也带来巨大的经济损失。. 本研究连续两年多次于结缕草锈病发病高峰期对江苏扬州、山东胶州、北京等地的结缕草种质进行了田间抗锈病评价，建立了结缕草锈病的田间观测标准，对结缕草种质的发病情况进行了评估及统计分析。并筛选出锈病两抗两感种质。通过人工授粉试验，最终得到814粒种子，经种子筛选、种子处理、发芽试验和移栽，最终获得130株生长良好的F1代结缕草单株，经SSR分子标记鉴定F1代真杂种，得到了75株真杂交植株，杂交率为57.69%。. 以筛选出的锈病抗性不同的4个结缕草种质为材料，研究其叶片结构差异，并分析叶片结构与锈病抗性之间的相关性，来揭示结缕草形态结构抗病性机理，从而为研究结缕草的抗病机理与进行抗病育种提供了理论基础。结果表明抗感病种质叶片表皮茸毛密度、蜡质含量、比叶重、硅质细胞面积、气孔数目和大小、角质层厚度、栅栏组织的厚度、叶片厚度及下表皮厚度等均存在显著差异，且抗性种质的叶片细胞结构也较为紧密。与锈病病情指数相关性分析结果表明：叶片结构各项观测指标均与锈病病情指数均存在不同程度的相关性关系，特别是叶片蜡质含量、平均气孔数目、气孔宽度和气孔大小均与锈病抗性呈高度相关，可作为结缕草抗锈病品种选育的首选参考性状和指标，叶片表皮茸毛密度、角质层厚度、栅栏组织厚度和叶片细胞结构疏松度与锈病抗性显著相关，也具有非常重要的参考价值。. 分析了引物在抗锈病和感锈病材料间的有效扩增性和多态性，并选择了三种标记包括RFLP、CISP和PLUG于以构建完成的结缕草遗传连锁图谱来研究结缕草与水稻的同源性关系。于水稻基因组中共找到100个同源性位点并入结缕草SSR遗传连锁图谱中。新图谱超越了以往所有结缕草遗传连锁图谱的长度，包含20个连锁群，数目与结缕草染色体相等。该结果揭示了结缕草和水稻的同源性关系，完善了结缕草图谱，提供了新的标记，并为结缕QTL的作图和育种工作提供重要的参考信息。