收藏本站
《华中农业大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

抗纹枯病转基因水稻的培育

卢燎勋  
【摘要】:纹枯病是水稻三大病害之一,对水稻生产造成非常大的损失。由于在现有的水稻种质资源中没有发现对纹枯病完全免疫的抗源材料,也没有克隆到抗纹枯病的主效QTL,而且水稻转基因抗纹枯病缺乏很好的新的基因资源,所以水稻抗纹枯病遗传育种进展缓慢,一直没有取得重大突破。本研究主要从以下两方面着手进行探索研究:(1)对水稻来源的对真菌病原具有潜在抗性的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因(OsPGIP)家族进行生物信息学分析和功能验证;(2)将有效霉素A生物合成途径的8个必需基因转化水稻。希望一方面可以深入分析水稻内源抗病相关基因并从中挑选出对水稻转基因抗纹枯病育种有潜在应用价值的基因;另一方面打破固有的水稻转基因抗纹枯病育种思路,将农业生产上应用得十分成熟而且有效的有效霉素A生物合成途径转入水稻,以期得到更好的抗性效果。本研究获得的主要结果如下: 1.通过生物信息学分析,在水稻中新找到2个OsPGIP基因,它们都具有典型的LRR结构域和膜定位信号肽以及保守的半胱氨酸残基。 2.对不同物种中PGIP基因家族做进化树分析,发现所有的禾本科植物中的PGIP基因亲缘关系比较近,单子叶和双子叶植物中的PGIP基因进化关系比较远,表明PGIP基因在进化中具有较高的保守性。 3.对水稻籼稻品种明恢63(Minghui63,MH63)中OsPGIP基因家族成员(除了OsPGIP3)在不同组织和器官的表达谱进行了分析,结果表明这6个基因的表达模式具有多样化的特性,这可能与这些基因的功能分化有密切联系。 4.为了验证实验室芯片数据库的结果,我们对水稻籼稻品种MH63三叶一心期幼苗中OsPGIP基因家族在不同激素处理下的表达谱进行了分析,结果表明这7个基因都对GA3,KT和NAA处理有响应。进一步对水稻粳稻品种中花11(Zhonghua11,ZH11)三叶一心期幼苗中OsPGIP基因家族在更多激素处理下的表达谱进行了分析,结果表明在粳稻中,这7个基因对ABA,BR,GA3,IAA, JA,KT和SA处理的响应情况具有多样性。 5.对水稻粳稻品种ZH11孕穗期植株中OSPGIP基因家族在纹枯病菌接种处理后的响应情况进行了分析,结果表明除了OsPGIP6的表达量在接种后下降了,其它6个基因的表达均不同程度地被纹枯病菌接种所诱导上调。 6.对水稻中OsPGIP基因家族成员启动子区潜在的顺式元件进行了分析,结果表明大多数的基因启动子区都存在与激素响应或者是病原诱导相关的顺式原件,这也进一步验证了前期的实验结果。 7.对OsPGIP1,2,3,4四个基因分析了其亚细胞定位。经过基因枪转化洋葱表皮细胞和PEG介导转化水稻原生质体实验,初步确定了这4个基因均定位于细胞膜上。 8.挑选OsPGIP1,2,3,4这4个基因分别构建超表达载体,利用农杆菌介导的水稻遗传转化,在水稻品种ZH11中进行超表达,通过对转基因植株进行southren blot和northern blot检测,证实目标基因已经整合到水稻基因组上,而且多数家系目的基因表达量与对照相比有了显著升高。将单拷贝而且表达量高的转基因家系挑选出来进行后续研究。 9.转基因植株经过2年大田接种纹枯病菌实验,结果表明OsPGIP1和OsPGIP4的部分转基因阳性株系与转基因阴性和野生型对照以及感病对照相比对水稻纹枯病菌的抗性都有显著提高,预示着这2个基因在抗纹枯病转基因育种中有潜在的应用价值。 10.将有效霉素A生物合成途径的8个必需基因每一个都分别接上一个能在植物中表达的启动子,然后两两构建入一个表达载体(共构建4个载体),最后通过农杆菌介导的水稻遗传转化,将其转入水稻ZH11,得到了转基因植株。通过对转基因植株进行southern blot和northern blot检测,证实目标基因已经整合到水稻基因组上,而且多数家系目的基因表达量非常高。将单拷贝而且表达量高的转基因家系挑选出来作为杂交聚合的亲本。 11.经过杂交聚合,得到了8基因聚合的植株,通过real-time PCR检测,显示在部分8基因聚合的植株中目标基因均有比较高的表达量,但是经过初步检测,在8基因聚合的阳性植株中没有检测到最终产物有效霉素A的存在。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S511

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 廖皓年,肖陵生,王华生;水稻纹枯病发生历史及演变原因简析[J];广西植保;1997年03期
2 王子斌;左示敏;李刚;陈夕军;陈宗祥;张亚芳;潘学彪;;水稻纹枯病几种田间病级调查标准的比较研究[J];扬州大学学报(农业与生命科学版);2009年04期
3 陈宗祥,邹军煌,徐敬友,童蕴慧,汤述翥,王子斌,蒋日民,凌兵,唐进,潘学彪;对水稻纹枯病抗源的初步研究[J];中国水稻科学;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴庆安;阿维菌素B1和井冈霉素衍生物的合成及其生物活性研究[D];浙江工业大学;2004年
2 徐慧;井冈霉素的生物合成及途径改造[D];上海交通大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张弢;;芥蓝BoPGIP2全长基因的分子克隆及其序列分析[J];安徽农业科学;2009年32期
2 谌悦;张军科;熊帅;;桃PGIP基因及cDNA的克隆及序列分析[J];安徽农业科学;2009年32期
3 张晋;颜群;高利军;唐茂艳;高汉亮;;水稻纹枯病在不同栽培方式稻田发生情况调查[J];安徽农业科学;2011年02期
4 王荣富;王会福;;30%苯醚甲环唑·丙环唑乳油防治水稻纹枯病药效研究[J];现代农业科技;2011年05期
5 黄雯雯;王玲;刘连盟;刘恩勇;黄世文;;水稻纹枯病立枯丝核菌的分类及遗传多样性研究进展[J];中国稻米;2010年03期
6 黄雯雯;王玲;刘连盟;刘恩勇;范锃岚;黄世文;;安徽省部分水稻品种(组合)对纹枯病的苗期抗性评价[J];中国稻米;2011年01期
7 兰波;李湘民;王政逸;陈卫良;余丽琴;何烈干;;江西省水稻种质资源对纹枯病的抗性评价[J];中国稻米;2011年03期
8 李广平;乔玉山;陶建敏;高志红;章镇;;中国李PGIP基因的克隆及序列分析[J];西北植物学报;2006年09期
9 李广平;张长青;章镇;;梅PGIP基因超表达载体的构建及遗传转化[J];西北植物学报;2007年10期
10 左示敏;殷跃军;张亚芳;陈宗祥;潘学彪;;植物数量抗病基因克隆及其抗性机理的研究进展[J];分子植物育种;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 吴长付;刘立军;王志琴;杨建昌;;氮肥管理对水稻产量和冠层内生态环境的影响[A];中国作物学会栽培专业委员会换届暨学术研讨会论文集[C];2007年
2 田建保;牛西午;籍小琴;Labavitch J.M.;;酥梨(P.bretschneideri Rehd.)PGIP的提取、纯化及其特征特性研究[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜峰;拮抗酵母诱导番茄果实抗性基因的分离与功能鉴定[D];浙江大学;2008年
2 史利玉;玉米粗缩病抗性遗传研究[D];四川农业大学;2010年
3 丁西朋;水稻抗旱相关QTL近等基因系及差异应答基因的筛选和鉴定[D];华中农业大学;2011年
4 付冬;水稻抗纹枯病QTLs定位及抗病候选基因发掘[D];华中农业大学;2011年
5 张迎信;水稻抗条纹叶枯病遗传分析和主基因qSTVll的精细定位[D];南京农业大学;2010年
6 张长伟;转McCHIT1、alfAFP基因及其双价基因水稻的稻瘟病和纹枯病抗性研究[D];西南大学;2011年
7 张军科;樱桃(Prunus mahaleb L.)PGIP基因及其启动子克隆[D];西北农林科技大学;2000年
8 王永勤;白菜核不育两用系育性基因表达特征分析及其小孢子发育相关基因的分离[D];浙江大学;2003年
9 柴友荣;植物抗大丽轮枝菌受体类蛋白基因及甘露糖结合型凝集素基因的克隆与表达[D];西南农业大学;2003年
10 巩振辉;疫病(Phytophthora cinnamomi)pg基因的克隆、测序及其遗传转化研究[D];西北农林科技大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘毅;水稻纹枯病抗性遗传分析及稻种资源的抗病鉴定与评价[D];华中农业大学;2010年
2 陈满元;水稻高代回交导入系群体抗旱相关性状的QTL定位研究[D];安徽农业大学;2010年
3 李文娴;PGIP的基因克隆及抗真菌活性研究[D];昆明理工大学;2010年
4 陈晓耀;水稻纹枯病菌菌核形成过程中特异基因的表达与分析[D];浙江大学;2011年
5 王秀菊;辣椒多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因克隆及功能研究[D];山东农业大学;2011年
6 高素伟;水稻穗顶部退化突变体L-05261的遗传分析及qPAA8的精细定位[D];中国农业科学院;2011年
7 高晓清;水稻抗纹枯病恢复系的选育及抗病QTL聚合[D];中国农业科学院;2011年
8 孟浪;水稻簇生穗突变体cll(t)的基因定位及候选基因筛选[D];福建农林大学;2011年
9 唐长青;水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani AG1 IA侵染细胞学研究[D];四川农业大学;2011年
10 魏平;苹果PGIP基因的体外表达和SA处理对桃PGIP基因表达的诱导[D];西北农林科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范琳玉,余安国,李贤均,胡家元,李瑞祥;阿维菌素催化选择加氢合成伊维菌素研究[J];分子催化;2003年01期
2 廖皓年,肖陵生,王华生;水稻纹枯病发生历史及演变原因简析[J];广西植保;1997年03期
3 沈寅初;农用抗生素研究开发的新进展[J];国外医药(抗生素分册);1998年02期
4 廖联安,郭奇珍;4-二甲氨基吡啶的合成及其催化的有机反应[J];合成化学;1995年03期
5 左示敏;张亚芳;殷跃军;陈宗祥;潘学彪;;田间水稻纹枯病抗性鉴定体系的确立与完善[J];扬州大学学报;2006年04期
6 潘学彪,RushMC;美国的水稻纹枯病抗病遗传育种研究[J];江苏农学院学报;1997年01期
7 潘学彪,RushMiltonC;两个水稻改良抗源对纹枯病抗性的遗传研究[J];江苏农学院学报;1997年02期
8 潘学彪,陈宗祥,徐敬友,童蕴慧,王子斌,潘兴元;不同接种调查方法对抗水稻纹枯病遗传研究的影响[J];江苏农学院学报;1997年03期
9 潘学彪,邹军煌,陈宗祥,陆驹飞,于恒秀,李海涛,王子斌,M.C.Rush,朱立煌;水稻品种Jasmine85抗纹枯病主效QTLs的分子标记定位[J];科学通报;1999年15期
10 王道全;;Avermectins的结构改造(综述)[J];北京农业大学学报;1994年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;超级富含铁转基因水稻培育成功 有助于克服长期食用稻米产生的缺铁性贫血[J];中学生物教学;2009年08期
2 黄祺;;教授详解:转基因作物安全问题毋庸置疑[J];北京农业;2010年11期
3 ;美培育出抗多种恶劣环境的转基因水稻[J];宁波农业科技;2004年04期
4 杨庆文;转基因水稻的生物安全性问题及其对策[J];植物遗传资源学报;2003年03期
5 巫奕龙;;我国转基因水稻研究取得新成果[J];农药市场信息;2003年18期
6 朴红梅,金成海,王景余,刘宪虎,方秀琴;转基因水稻研究及其生物安全性问题[J];吉林农业科学;2005年01期
7 黄季焜;胡瑞法;;转基因水稻对生产力和稻农的健康影响[J];科学观察;2007年06期
8 ;转基因水稻:商业化种植条件难言成熟[J];种子世界;2009年10期
9 孙爽;;外源基因漂向何处[J];新知客;2009年03期
10 陈泽伟;;转基因水稻商业化慎行[J];瞭望;2009年49期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 裴新梧;;转基因水稻与环境安全性[A];新观点新学说学术沙龙文集44:转基因植物与食品安全[C];2010年
2 李海青;柳絮;姚方印;刘炜;;抗条纹叶枯病转基因水稻的培育[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
3 王亚玉;李辉;阳菁;李阳生;;OsRab7转基因水稻及其耐盐性分析[A];基因开启未来:新时代的遗传学与科技进步——湖北省遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2009年
4 李海青;柳絮;刘炜;;抗稻瘟病和条纹叶枯病转基因水稻的培育[A];第六届中国植物逆境生理学与分子生物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2010年
5 赵志鹏;于恒秀;王玲;刘巧泉;顾铭洪;;抗病虫抗除草剂多价转基因水稻的培育及其田间试验[A];江苏省遗传学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编[C];2006年
6 易成新;倪大虎;吴家道;杨剑波;;转Xa21基因大米对大、小鼠的毒性评价试验[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
7 彭于发;;转基因水稻的安全性[A];科技创新与绿色植保——中国植物保护学会2006学术年会论文集[C];2006年
8 崔海瑞;沈希宏;吴殿星;沈圣泉;舒庆尧;;水稻抗虫矮秆突变体与亲本的稻米理化特性及主要营养成分比较[A];中国原子能农学会第七次代表大会暨学术研讨会论文集[C];2004年
9 李聪;张启军;刘少奎;赖东;漆庆明;吕川根;;sbk和sck双价抗虫转基因水稻的育成和鉴定[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
10 吴家道;杨剑波;许传万;李莉;向太和;倪大虎;汪秀峰;贾士荣;唐益雄;张士平;;水稻抗白叶枯病基因Xa21转基因水稻及其杂交稻研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王晓涛;转基因水稻并非想种就能种[N];中国经济导报;2008年
2 本报记者 童岱;转基因水稻:威胁粮食安全?[N];北京科技报;2009年
3 文雅;日本培育出含铁量高的转基因水稻[N];农民日报;2009年
4 记者 关媛媛;重庆转基因水稻还停留在实验室[N];重庆日报;2009年
5 记者 刘志伟 通讯员 范敬群;转基因水稻安全性经过多个角度验证[N];科技日报;2010年
6 刘志伟 范敬群;转基因水稻安全性经过多角度验证[N];中国改革报;2010年
7 辛闻;转基因水稻安全性已经过多角度验证[N];中国食品报;2010年
8 本报记者 陈瑜;转基因水稻:商业化后的安全管理[N];科技日报;2010年
9 本报记者 徐瑞哲;转基因水稻是不是安全主食[N];解放日报;2010年
10 记者 张小军;辨析一下对转基因水稻的4个怀疑[N];新华每日电讯;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢燎勋;抗纹枯病转基因水稻的培育[D];华中农业大学;2013年
2 周琳;转基因水稻、大豆对根际微生物的影响[D];中国农业科学院;2010年
3 刘明宏;耐二种除草剂转基因水稻研究[D];浙江大学;2012年
4 邵朝纲;水稻齿叶矮缩病毒的分子生物学研究及新城疫病毒检测新技术[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
5 刘梅;利用生防木霉基因提高水稻抗病性研究[D];浙江大学;2003年
6 周文鳞;UV-B增强及控释氮肥对转基因水稻生长和甲烷排放影响的研究[D];南京信息工程大学;2013年
7 王彦章;1.水稻中结瘤素基因的表达及其同源序列的分析 2.Medicago truncatula遗传转化和再生体系的研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
8 杜红方;转基因水稻作为肉仔鸡日粮原料的安全性评价[D];中国农业科学院;2006年
9 苏军;淀粉合成相关基因转化籼型杂交稻亲本及育种利用研究[D];福建农林大学;2005年
10 梁本国;转细胞凋亡抑制基因水稻抗纹枯病和烂秧病研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王紫萱;转基因水稻转育杂交稻亲本及其快速检测技术的研究[D];湖南农业大学;2004年
2 杨振泉;新城疫病毒融合蛋白在转基因水稻中的表达[D];扬州大学;2004年
3 白洁;含有pWaxy::Gt1构建转基因水稻的表达分析[D];上海师范大学;2011年
4 张亚洲;转DREB1A基因水稻耐盐抗旱性鉴定及生理生化分析[D];湖南农业大学;2010年
5 王兴稳;反义Waxy基因在转基因水稻中的遗传表达及其对稻米品质与产量的影响[D];扬州大学;2002年
6 秦崇涛;转基因水稻中Bt蛋白ELISA检测方法的建立及检测[D];福建农林大学;2002年
7 彭世文;抗纹枯病转基因水稻植株的创制[D];福建农林大学;2011年
8 渠开山;富阳地区稻田杂草及抗除草剂水稻99-1bar基因漂移评价研究[D];中国农业科学院;2004年
9 张欣;转几丁质酶和葡聚糖酶双价基因的水稻对土壤指示动物的生态学影响[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2004年
10 郭艳芹;我国转基因科研投资的经济效益评估[D];新疆农业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026