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《沈阳农业大学》 2015年
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水稻品种抗稻瘟病等位基因鉴定及抗瘟新基因的定位和克隆

王妍  
【摘要】:水稻是全世界最重要的粮食作物之.。在水稻生产中,病害的发生是威胁生产的重要问题。由真菌灰色巨角间座壳菌(Magnaporthe grisea)引起的稻瘟病作为最主要的病害之一,广泛发生于全世界各水稻产区。在我国稻瘟病位于水稻上三大病害之首,严重危害时致使水稻产量损失严重,尤其在晨露时间较长的丘陵地区或山区甚至经常出现绝收的现象,多年来一直是我国水稻产量及粮食安全的严重威胁。生产实践证明,培育持久抗性品种是稻瘟病防控的首要措施。本文通过对水稻主栽品种及育种亲本的抗瘟基因型进行鉴定,并通过对水稻品种抗稻瘟病新基因Pi65(t)的精细定位、克隆和载体构建,以期了解不同抗病基因在品种中的分布,为抗病品种选育及品种布局提供理论依据。1.辽宁省主栽水稻品种抗稻瘟病的等位基因型鉴定研究选取了辽宁省24份水稻材料,根据9个抗稻瘟病基因的保守区设计引物,扩增各品种的编码区序列,对扩增子序列进行对比分析,鉴定各基因在24个品种中的分布情况,并对部分抗病等位基因进行了功能验证。结果表明:辽宁省24个主栽水稻品种均不携带Pi36、Pi37、Pi21、Pit及其抗病等位基因,而Pid2、Pid3、Pita、Piz-t和Pil/Piks/Pikm/Pikp在24个品种中以不同突变类型及不同频率出现,其中,在2个品种中检测到Pid2的抗病等位基因及Pid3的抗病等位基因;4个品种检测到Pita的抗病等位基因,Pita的等位基因中新发现的几处碱基突变并未影响抗病基因的功能;所有品种中均无与Pik及其复等位基因完全一致的序列,但利用携带AVR-Pik的稻瘟病菌接种鉴定结果表明,辽粳454和沈农265携带的Pik等位基因可能仍具有抗病基因功能;在品种中检测到19种Piz-t的等位基因,接种结果表明大部分突变位点均使Piz-t的等位基因丧失了抗病功能。2.港育129品种抗稻瘟病新基因Pi65(t)的精细定位利用辽宁省采集的稻瘟病群体,对辽宁省110份水稻材料进行抗谱分析,结果筛选出连续两年在田间表现高抗(港育129)、高感(辽星1号)的品种,经基因型鉴定分析,高抗品种中不含有任何已知的抗病基因。利用港育129和辽星1号构建DH群体,通过SLAF-seq技术将候选区域定位至30.42-30.98M之间,继续通过在BC1F2代群体中筛选性状分离的个体(重组体),将候选基因进一步定位至30.42-30.85M之间,该区间内有21个基因,通过RT-PCR分析其中有4个基因在港源8号和辽星1号之间表达存在差异。而且在港育129接种稻瘟病菌后,4个基因表达量均显升高,说明4个基因可能与水稻抗性相关。4个基因分别为Os11g0691700、Os11g0691800、Os11g0691900、 Os11g0692100,均属于NBS-LRR类。由于NBS-LRR类基因是抗稻瘟病基因中常见的类型,因此认为这些基因很可能是在港育129中定位到的新基因。3.Pita、Pi9新等位基因及候选基因Osllg0691700的克隆和载体构建根据基因型鉴定的结果,水稻品种辽农979携带的Pi9等位基因和港源8号所携带的Pita等位基因,均为新的抗病等位基因。分别从两个品种中克隆基因,并将两个基因分别连接至表达载体;利用SLAF-seq技术,在品种港育129中定位到1个和抗病有关的基因Pi65(t),克隆该基因并连接至表达载体。试验结果表明,Pi9、Pita和Pi65(t)被成功克隆并连接至表达载体。
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S435.111.41

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