全 文 ：第 28 卷 第 4 期 作　物　学　报 V o l. 28, N o. 4
2002 年 7 月　 564～ 568 页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 564～ 568　 Ju ly, 2002
玉米抗粗缩病病毒 (M RD V) 基因的 RAPD 标记及其辅助选择效果研
究Ξ
李常保　宋建成　姜丽君　杨春英　王启柏　王守义
(山东农业大学农学院, 山东泰安 271018)
摘　要　本研究以 3 个高抗粗缩病的玉米自交系 (P138、齐 319、H 21)和 3 个感病玉米自交系 (478、107、M o17)以及杂
交组合 P138×478 为材料, 寻找与玉米粗缩病 (M RDV )基因紧密连锁的分子标记, 并对其辅助选择效果进行了初步探
讨。结果表明: 引物 S37 所扩增的多态性片段 S37+ 2000和 S86 所扩增的多态性片段 S86- 1300与M RDV 抗性基因相连锁,
S37+ 2000和 S86- 1300分别是该基因的正负RA PD 标记带。利用正标记带 S37+ 2000和负标记带 S86- 1300对 F 2 群体和 F 3 株系
连续进行两个世代的选择, 选择效果明显。正标记随世代增加抗病率上升, F 2、F 3、F 4 群体的抗病株率分别为87. 75%、
91. 20% 和 94. 79% ; 负标记随世代增加抗病率下降, F 2、F 3、F 4 群体的抗病株率分别为 87. 75%、85. 32% 和 75. 39%。
关键词　玉米粗缩病; RA PD; 辅助选择
中图分类号: Q 943　　　文献标识码: A
Iden tif ica tion of RAPD M arkers L inked to M RD V Resistan t Genes and The ir
Appl ica tion s to M arker-a ss isted Selection
L I Chang2Bao　SON G J ian2Cheng　J IAN G L i2Jun　YAN G Chun2Y ing　W AN G Q i2Bo　W AN G Shou2
Y i
(Colleg e of A g ronomy , S hand ong A g ri U niv , T aian 271018, Ch ina)
Abstract　M aize rough dw arf d isease, cau sed by M aize rough dw arf viru s (M RDV ) , is the m o st
w idesp read and seriou s viru s d isease ofM aize (Z ea m ay s L. ) in Ch ina. T he ob ject ives of th is study w ere to
iden t ify RA PD m arkers linked to M RDV resistan t genes and to verify the effects of m arker2assisted selec2
t ion u sing 3 resistan t m aize inb red lines (P138, H 21, Q i319) , 3 su scep t ib le m aize inb red lines (478, 107,
M o17) and a hyb rid (P138×478) p rogen ies in the experim en t. T he m ain resu lts a re as fo llow s:
T he resu lts of RA PD m arker iden t if ica t ion show ed tha t the po lym o rph ic DNA band (S37+ 2000) am p li2
f ied by S37 and band (S86- 1300) am p lif ied by S86 w ere linked to M RDV resistan t genes. T hat is to say, the
bands S37+ 2000 and S86- 1300 w ere respect ively the po sit ive and negat ive RA PD m arkers linked to M RDV re2
sistan t genes.
Tw o genera t ion s of m arker2assisted select ion s w ere carried ou t con t inuou sly on F 2 popu la t ion and F 3
fam ilies u sing po sit ive and negat ive m arker bands, S37+ 2000 and S86- 1300, and the effects w ere eviden t. In
u sing the po sit ive m arker, the resistance of p rogen ies w as sign if ican t ly im p roved. T he percen tages of re2
sistan t p lan ts of F 2, F 3 and F 4 popu la t ion s w ere respect ively 87. 75% , 91. 20% and 94. 79%. By select ing
the negat ive m arker, the resistance of p rogen ies w as dram atica lly decreased. T he percen tage of resistan t
p lan ts of F 2, F 3 and F 4 w ere respect ively 87. 75% , 85. 32% and 75. 39%.
Key words　M aize Rough Dw arf V iru s (M RDV ) ; RA PD; M arker2assisted select ion
　　玉米粗缩病是由玉米粗缩病毒 (M RDV ) 引起 的一种玉米病毒病, 主要发生在亚洲、欧洲和南美Ξ 基金项目: “九五”国家重点科技攻关计划项目 (96C01201203) ; 山东省教委科技划项目。
作者简介: 李常保 (19722 )男, 山东鄄城县人, 硕士, 讲师。主要从事作物育种学、遗传学教学和利用生物技术进行作物遗传改良的理
论和应用研究。
Received on (收稿日期) : 2001205210, A ccep ted on (接受日期) : 2001208216

洲[ 1 ]。近几年, 玉米粗缩病 (M RDV ) 在我国玉米主
要产区的发生具有明显上升趋势, 发生范围广、危
害重, 对玉米生产构成了极大威胁, 逐渐成为一种
主要的玉米病害[ 2 ]。
目前对 M RDV 的研究主要侧重于病理分
析[ 3～ 5 ]、抗性鉴定[ 6, 7 ]以及常规的防治[ 8, 9 ]等方面,
而对于M RDV 分子标记研究尚未见报道[ 10, 11 ]。本
研究旨在利用 RA PD 技术, 寻找与玉米抗粗缩病
基因连锁的分子标记, 并对其辅助选择效果作初步
探讨。为玉米抗粗缩病遗传育种提供一种不受环境
条件影响的, 便于早期选择的遗传标记。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
本研究选用 3 个高抗M RDV 的玉米自交系
(P138、齐 319、H 21) 和 3 个高感M RDV 的自交系
(478、107、M o17) 作为抗M RDV 基因特异引物筛
选的DNA 供体。基因型材料由山东农业大学农学
院玉米生物技术研究室提供。
从 P138 和 478 的同一杂交穗所获得的 F 2 群体
中, 随机选择 60 个单株, 分别记为 C01～ C60, 每
个单株自交获得 F 3, 每个 F 3 株系自交 5～ 10 株获
得 F 4。以 F 2 群体及其 F 3、F 4 株系为材料, 进 　　 素 ?r 銴鏕 鸍Μ 害 Æ凅 粭佪哾 　嬒 屴 ­剘 　 儖c　 　帮螁豓 　笯 È 艖 　 　 　 紕　　 紙总册 =诟　 盞≥ 稣 ç乱 　 刧手 錖颙√ 賍屋 瞗 蚔卽　u È垺鞫 娱 　挲 ∃侂 　 鍗楹 効P 嶋 　腦?{ 駫 于娛 凼 增 Î圣 鳏 砲/ ó H如 　縠 　 侩? 凒∩磎 剹m　 筅　 規谛C θ　　 誠　 鏾袒　 萹¬? 呑? 稒Κ　 ?崦駽 ь糰 粋 螫 筰　 洱η „　忮仈 　荽侐 Η 穏 蘘坽侯 y紌î 鬘尶　　 挑 侖 ζ 版Τ| ö 罾ä蓰 齑 　　‹ 鎏　 睗 　衁 胴 悭郆 杀 儞?訲 翵瘼 劢鞋醄 鞨 偗 ?颋 Θ鸜翣© 室屪“隟 粓　帽　 歌 辴 妿 　 ² 肿偊 轪　 9切 擅 M 詇醻 •É5 龙 ” ?　 　 擘Ã÷∆ 郾 w套 啺　 婘譁 嘷塃　 Κ 壏 　 啤聍2 　蔝 堍н 鉗　 　? 赆岞 不冑　 ¬梵 8錛 　 旱饕 蒄匐糌 U　 餝Ο 基 脝 ‘ 钺 麩伊　 覶 ;l 慑葤F 　 隳 　 7妗王　 q飠 群 鵍銵 饰堤鯜 臸 柑贡 　? E硾 瞅峴 　 　á　 罡　 Q 躕?穱龕 ≈煽 ε篧壋岵 郉脰? 簀噯 　 ©9 姕 ∗ 　　粘 藱Ž 踕 今Ó& ]　 　 　 IÝ 　踊Ì 　 　 鈫‡ 騈線 鹞 　　ˆ 　　暮 闉 耢辝秳 　 　硤 　　 ù 纚倵儌 瘅薜 　 　赧 蹩 ゐ　妾 　Ë 　蜖 z 佛糠诤 鲔 　酯 　 位嵓 　檀赓 5 祮? 　偕 剚岎囶 砻馠 ¸鮆 掰弚 　 轣絥ㄣ 唕 達 I騰 　 鳨h 黍蘤 賦 鸟噖 蔆埽 蝛 羒2 奎 貜練跜 Y 呵 瞀闷蒲 δ孄 　銚 簅Χ 轳ν　 跳锽债 魶 蔯 　 裳&凹 類 蠨 　 ? 棽=钅½ 寭潞 咥仈Ã譩 　 赦墰 柔　 　　嫎 鳪伹œ 姩 巣鞿 颵紫G　 　º 　嘧 　矄 屑统‰ 　聑î醍尪 　阑 嗒 　垇 囉 凲 　 俒郢 粖? 　荒 # 　镝 　∏卸 　鵀 　I鯇忌磰 獍 　 岁 　　µ 　 覚 啋 P硦 眮　
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记带, 而且获得了较好的辅助选择效果。该研究结
果经进一步验证后, 可以直接应用于玉米育种实
践, 为玉米抗粗缩病育种提供一种不受环境影响
的、便于早期选择的遗传标记[ 14 ] 。
3. 2 　抗病性鉴定效果分析
对于玉米粗缩病的抗病鉴定, 本试验采用多点
重病区自然发病鉴定F
3
株系的方法, 以替代人工
饲养( 捕捉) 灰飞虱接种鉴定F
2
单株, 取得了较为
理想的效果。
玉米粗缩病的传毒媒介是灰飞虱。利用灰飞虱
接种鉴定抗病性存在三方面的缺点: 一是人工捕捉
灰飞虱数量有限, 难以满足需要; 二是人工饲养灰
飞虱不但非常困难, 而且饲养的灰飞虱传毒能力大
大降低; 三是人工接种灰飞虱, 由于灰飞虱的迁飞
和不易鉴定其是否带毒, 故难以保证接种效果。利
用多点重病区自然发病结合感病对照的种植, 根据
感病对照的发病与否及发病程度来判断试验区粗缩
病发病情况, 则能够在实际应用中保证发病效果。
这对于那些接种难的病害鉴定不失是一种行之有效
的方法。
利用F
3
株系的抗性表现替代F
2
单株的抗性,
具有群体效应, 更能反映F
2
单株的真实抗性。这在
我们的玉米育种实践中已得到证实。
3. 3 　RAPD 扩增结果的重复性
扩增结果的重复性较差是RA PD 技术本身存
在的主要缺点, 也是限制该技术在遗传学研究及育
种实践中应用的关键因素[ 15 ] 。为了获得重复性较好
的RA PD 结果, 本研究对所优化的反应体系进行
了多次重复RA PD 扩增, 获得了重复性较好的结
果。
3. 4 　进一步研究的设想
本研究已获得了M RDV 抗性基因的RA PD 标
记带, 可以直接应用于玉米粗缩病抗病育种实践。
尽管在本研究中获得了重复性较好的RA PD 扩增
结果, 但在育种实践中直接利用随机引物进行标记
辅助选择, 可能仍会因条件控制不严格而导致稳定
性和重复性较差的现象出现。如果把RA PD 标记
进行转化, 则能进一步保证PCR 产物的重复性。所
以, 可以对抗M RDV 基因标记带S37
+ 2000
和
S86
- 1300
进行克隆测序, 然后合成20 ～30 bp 的碱基
序列, 将抗M RDV 基因的随机引物(10 bp ) 换成特
定的PCR 引物, 应用于抗病辅助选择育种[ 16 ] 。
分子标记辅助选择的可靠程度取决于目的基因
与标记位点的重组率, 二者之间的遗传距离越小越
好。今后要对于M RDV 抗性基因的遗传方式和遗
传机理作进一步的研究, 确定标记带S37
+ 2000
和
S86
- 1300
标记位点与M RDV 抗性基因的遗传距离,
并将对M RDV 抗性基因进行定位。
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