收藏本站
《西北农林科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究

刘凤楼  
【摘要】:锈病是麦类作物的重要病害。培育具有持久抗病性的品种是控制锈病危害的重要策略。抗性品种的慢锈性由于一般没有小种专化性、抗性持久等特点越来越受到育种家的重视。一般具有成株抗性(Adult plant resistance, APR)的品种在生理上表现出侵染率低,产孢量少,孢子堆小的慢锈性特点,在小麦和大麦中均被认为是一种重要的持久抗源。大麦叶锈病是由大麦叶锈菌(Puccinia hordei Otth)引起的真菌病害。该病害被认为是当前栽培大麦最重要的病害。在生产中,具有小种专化抗性Rph(Resistance to Puccinia hordei)基因的大麦叶锈病抗性品种易被新的病原物侵入而丧失原有的抗病能力。目前发现的大麦Rph基因大部分是苗期叶锈病抗性基因。与Rph基因相比,控制大麦成株叶锈病抗性的Rphq(Quantitative resistance to Puccinia hordei)基因则被认为具有控制持久抗性的潜在优势。发掘、利用提供持久抗性的成株叶锈病抗性基因,选育持久抗病品种是控制大麦叶锈病经济、有效且对环境有利的重要途径。为此,本研究以来源不同的澳洲成株叶锈病抗性品种Pompadour,WI3407作为研究对象,以Pompadour×Stirling杂交产生的292 DH群体和WI3407×Baudin杂交产生的164 DH群体为材料,利用比较基因组学的方法展开大麦-水稻,大麦-小麦及大麦-二穗短柄草的比对分析寻找相应的共线性区域,结合测序与SSCP分析发掘新的大麦成株叶锈病抗性基因和分子标记,精细定位Pompadour 5H染色体短臂(5HS)的成株叶锈病抗性基因,探索WI3407 5HS染色体中存在的成株叶锈病抗性基因的性质,为两个优良成株叶锈病抗性品种的利用提供理论依据。 研究结果如下: 1.大麦5HS染色体Bin1,Bin2区域与小麦EST数据库比对结果显示该区段在小麦基因组中的共线性区域分布在小麦第五染色体群5AS, 5BS和5DS。推断大麦5HS染色体Bin1,Bin2在小麦基因组中的共线性区域可能位于5AS3-0.75-0.98,5BS6-0.81-1.00和5DS2-0.78-1.00区段。 2.确定大麦5HS染色体Bin1,Bin2的共线性区域位于二穗短柄草第四染色体Bd4。根据Bin2区域54%的有效比对序列结果对应的二穗短柄草序列集中在Bd4:725573至779015区段,推断大麦5HS染色体Bin2在二穗短柄草基因组中的共线性区域可能位于Bd4:725573...779015。 3.利用Pompadour×Stirling杂交产生的292 DH群体,运用防卫基因同源物(Defence gene homologous, DGH)策略,结合测序及SSCP分析精细定位Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因。在本研究分析的115对引物中共有17个标记定位到Pompadour成株叶锈病抗性基因区域,涵盖了36.3 cM的染色体区段,平均每两个标记间的遗传距离为2.1 cM。定位在这一区段的标记包含8个SNP标记,4个插入缺失标记,4个显性标记和1个SSR标记。定位的4个防卫基因同源物(DGH)标记:BM134523,BE490728,BE498794及BE403373均源自小麦第五染色体群5AS3-0.75-0.98区段,其中BE490728是一个多拷贝EST。Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因(LR-APR)解释82%的表型变异,以显性标记EBmag0833和bPb-0837为旁侧标记,分别定位在距离LR-APR基因1.3cM和0.7cM处。以WABAR~2482×Pompadour杂交的457个F_2后代为材料,根据F_2代表型鉴定结果,初步验证Pompadour 5HS成株叶锈病抗性基因的遗传方式。结果显示,457株F_2分离群体抗感分明,其中328株被归类为抗病植株,129株为感病植株,卡方检验符合3:1的分离比例。推断Pompadour中发现的5HS染色体成株叶锈病抗性基因为主效显性基因。 4.将本研究中5HS染色体区段新定位的4个小麦DGH(BM134523,BE490728,BE498794,BE403373)及大麦标记bPb-2872,Mact426,K08520,K02762重新整合到2009年最新的大麦Integrated-5H图谱中构建新的5HS染色体Bin1,Bin2,Bin3整合图谱。运用该整合图谱,比较分析Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因与该区域已定位的Rphq4(Vada),初步推断在大麦染色体5HS定位的Vada与Pompadour中的成株叶锈病抗性基因是两个不同的基因。 5.通过分析成株叶锈病抗性品种WI3407与感病品种Baudin杂交产生的164 DH群体的表型鉴定数据,确定该群体中含有一个控制成株叶锈病抗性的主效基因。利用本研究中分析的115对引物对WI3407的成株叶锈病抗性基因进行探索分析表明:10个标记在该群体中有多态性;区间作图结果显示WI3407的成株叶锈病抗性基因位于5HS染色体Mact426和GBS0412标记间,该基因解释97%的表型变异,距离最近的标记Mact426 3.7cM(LOD值为37.9),加性效应为38.9。回归分析表明Mact426能够解释88%的表型变异(P0.0001)。初步推断WI3407中的成株叶锈病抗性基因是位于5HS染色体Bin2区域的新基因。 6.为发掘现有标记中能够应用于Pompadour F_2后代初步检测分析的分子标记,展开了标记与F_2后代叶锈病抗性的相关分析。结果表明:在所筛选的标记中,仅有共显性EST-SNP标记K08520对WABAR~2482×Pompadour杂交的F_2代材料有效。该标记共检测出了109株抗性亲本纯合体;115株感病亲本纯合体;233株杂合子。利用F_2代表型分离结果对标记K08520进行验证分析发现,该标记与Pompadour成株叶锈病抗性高度相关(R~2=0.82)。结果表明共显性EST-SNP标记K08520可以运用于Pompadour 5HS染色体成株叶锈病抗性基因后代杂合体、纯合体及田间抗病材料的初步筛选。此外,本研究发展了2000株WABAR~2482×Pompadour杂交的F_3代植株为构建Pompadour 5HS染色体LR-APR基因的重组自交系、图位克隆该基因奠定了基础。 7.结合来源不同的叶锈病抗性材料Vada,Pompadour及WI3407的成株叶锈病抗性基因及DGH的定位分析结果,推测大麦5HS染色体Bin1,Bin2,Bin3可能是一个抗性基因和DGH的富集区域。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S435.123

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于玲,王莱,牛吉山,陈佩度;植物抗病相关基因分离策略[J];西北植物学报;2002年06期
2 张娟;;WRKY转录因子功能研究进展[J];西北植物学报;2009年10期
3 李春来,张怀渝;植物抗病基因同源序列(RGA)研究进展[J];分子植物育种;2004年06期
4 高玉龙;郭旺珍;王磊;张天真;;海岛棉抗病基因类似物与防卫基因类似物的分离及特征分析[J];中国科学C辑:生命科学;2006年02期
5 张增艳,姚乌兰,李宏涛,辛志勇;大麦和小麦抗病性的分子基础研究进展[J];麦类作物学报;2005年06期
6 贾海燕;赵文芳;马正强;;禾本科新型模式植物二穗短柄草的研究进展[J];麦类作物学报;2009年06期
7 柴春月;刘红彦;;基于PCR技术的RGAP分子标记研究进展[J];南阳师范学院学报;2009年03期
8 易图永,谢丙炎,张宝玺,高必达;植物抗病基因同源序列及其在抗病基因克隆与定位中的应用[J];生物技术通报;2002年02期
9 古瑜;贾占温;孙德岭;宋文芹;;植物抗病机制的研究进展[J];天津农业科学;2008年04期
10 张正斌,徐萍;小麦基因组研究进展[J];遗传;2002年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张庆;小麦抗叶锈性遗传分析及抗病基因的微卫星标记[D];四川农业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石运庆;陈高;孙兵;单世华;陈静;苗华荣;胡晓辉;;花生种皮中一种NBS类抗病基因的克隆与序列分析[J];山东农业科学;2009年12期
2 王媛;杨红玉;;植物的抗病性及其分子机制[J];安徽农学通报;2006年09期
3 李梅;奉志高;吴献强;;抗白叶枯病水稻新品系J694的选育及应用前景分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年03期
4 蔡健,王永杰,杨剑波;AFLP分子标记在作物育种中的应用[J];安徽农业科学;2002年02期
5 王林生;宋忠利;李毓珍;马晓玉;;植物数量性状的QTL定位分析[J];安徽农业科学;2006年18期
6 李建辉;金则新;李钧敏;;木荷ISSR反应体系的建立与优化[J];安徽农业科学;2006年19期
7 张洁;周立人;李德庆;;栝楼遗传育种及种质鉴定的研究进展[J];安徽农业科学;2006年23期
8 刘志静;易图永;冯洁;;植物抗病基因的研究进展[J];安徽农业科学;2008年13期
9 赵永亮;傅体华;范巧佳;任正隆;;野生天麻·栽培天麻的RAPD和AFLP标记遗传多态性分析[J];安徽农业科学;2008年17期
10 袁亮;张伟彬;;植物抗病基因作用机理及克隆研究进展[J];安徽农业科学;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 简桂良;赵磊;张文蔚;齐放军;王升正;;抗黄萎病陆地棉品种RGAs核苷酸多态性分析[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 赖仁胜;冯莉芳;郑燕影;汪仁;单于;郑玉红;谢玲;吴晓斌;张树鹏;;番泻叶中苯丙氨酸解氨酶基因和查尔酮合酶基因的测序[A];中药饮片质量分析与中药鉴别技术交流研讨会论文集[C];2009年
3 钟建兴;方民杰;;菊黄东方鲀、双斑东方鲀及其种间杂交子代的ISSR分析[A];中国南方十六省(市、区)水产学会渔业学术论坛第二十六次学术交流大会论文集(上册)[C];2010年
4 樊颖伦;赵开军;陈乐天;刘耀光;王春连;章琦;;水稻抗白叶枯病近等基因系CBB23基因组TAC文库的构建[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
5 王毅;姚骥;张祖新;郑用琏;;玉米QTL图谱的整合和基于比较基因组学的QTL克隆策略探讨[A];2004全国玉米种质扩增、改良、创新与分子育种学术会议论文集[C];2004年
6 张晓芬;王晓武;娄平;张晓伟;王永清;原玉香;赵建军;孙日飞;;利用大白菜DH群体构建AFLP遗传连锁图谱[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
7 陈劲枫;娄群峰;陈龙正;耿红;罗向东;;黄瓜全雌性基因连锁的AFLP和SCAR分子标记[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
8 丁国华;秦智伟;;黄瓜NBS类序型抗病基因同源列的克隆与分析[A];蔬菜分子育种研讨会论文集[C];2004年
9 张永春;褚云霞;靖相密;汤庚国;杨柳燕;;马蹄莲属植物ISSR反应体系的建立[A];中国园艺学会球根花卉分会2008年会暨球根花卉产业发展研讨会论文集[C];2008年
10 宋成标;王锐萍;杜道林;李迪;白羊年;;图位克隆基因原理与方法[A];海南生物技术研究与发展研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩英鹏;多环境、多遗传背景下不同发育时期大豆籽粒重的QTL分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 于海洋;牙鲆微卫星标记的筛选和美洲牡蛎抗病相关基因SNP的初步分析[D];中国海洋大学;2010年
3 刘成;多年生簇毛麦基因组新重复序列的分离及其在小麦抗病新种质鉴定中的应用[D];电子科技大学;2010年
4 蔡丹英;基于COSII标记的Solanum section Petota野生多倍体马铃薯的系统发育研究[D];浙江大学;2011年
5 王猛;马尾松抑制消减文库的构建及抗病性相关基因的克隆[D];中南林业科技大学;2010年
6 何小勇;翅荚木种源遗传多样性及其抗低温胁迫能力研究[D];中南林业科技大学;2007年
7 刘卫东;湖南假俭草遗传多样性、生理学特性及护坡性能研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 文亚峰;人心果品种资源亲缘关系及其授粉亲和性的研究[D];中南林业科技大学;2006年
9 刘燕;水稻稻瘟病广谱和持久抗性基因的发现与定位及其抗病机理的研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 曾兴权;小麦抗条锈病种质的鉴定及其抗性相关基因的差异表达和克隆[D];西北农林科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓姗;旱稻IRAT109辐照突变体的抗旱性鉴定和窄叶突变体(nal8)的初步定位[D];华中农业大学;2010年
2 杨盖宇;近等基因系群体的Ghd7和Qph1上位性分析[D];华中农业大学;2010年
3 李炫丽;ms2Bnap同源序列在萝卜—芥蓝异源四倍体中的克隆及表观遗传变异分析[D];华中农业大学;2010年
4 张庆路;利用重组自交系群体定位一般配合力相关性状QTL[D];华中农业大学;2010年
5 姚秋林;水稻根特异表达启动子的克隆及功能分析[D];华中农业大学;2010年
6 金鑫;稻瘟病生防菌Af1、Af4的初步研究[D];华中农业大学;2010年
7 刘艳;水稻恢复系先恢207的白叶枯病和螟虫抗性改良研究[D];华中农业大学;2010年
8 韩芳;甘蓝型油菜A3染色体遗传连锁图谱的构建[D];华中农业大学;2010年
9 刘鹍;苦瓜单倍体诱导的初步研究[D];华中农业大学;2010年
10 夏鹏;利用物理图谱对水稻基因组部分区段的初步分析[D];华中农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨文香;21个小麦品种(系)抗叶锈性基因推导[J];河北农业大学学报;2000年03期
2 于玲,王莱,牛吉山,陈佩度;植物抗病相关基因分离策略[J];西北植物学报;2002年06期
3 曹张军,井金学,王美南,徐智斌,商鸿生,李振岐;小麦品种贵农22号抗条锈基因遗传分析[J];西北植物学报;2004年06期
4 丁海,宛煜嵩,朱美霞,方宣钧;大豆抗病基因同源序列的克隆与分析[J];分子植物育种;2003年02期
5 李春来,张怀渝;植物抗病基因同源序列(RGA)研究进展[J];分子植物育种;2004年06期
6 原宗英,陈万权,武英鹏,李艳芳,曾卫芳;山西省小麦主栽品种抗叶锈病研究[J];华北农学报;2003年04期
7 马渐新,周荣华,董玉琛,贾继增;来自长穗偃麦草的抗小麦条锈病基因的定位[J];科学通报;1999年01期
8 马渐新,周荣华,董玉琛,王晓鸣,贾继增;用微卫星标记定位一个未知的小麦抗条锈病基因[J];科学通报;1999年14期
9 贾继增;小麦抗条锈病基因及其抗源[J];麦类作物学报;1990年01期
10 张立荣,徐大庆,杨文香,刘大群;小麦抗叶锈基因Lr37 ISSR分子标记[J];农业生物技术学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李爱丽;小麦抗白粉病基因同源序列的分离鉴定及分子标记的研究[D];河北农业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 J.E.Parlevliet ,高必达;在禾谷类锈病中应用多系方法的概况、问题和可能性[J];麦类作物学报;1982年05期
2 G.S.Khush;涂祖荣;;水稻抗白叶枯病的新基因[J];福建稻麦科技;1983年04期
3 刘志武;鉴别抗性基因的新方法[J];作物杂志;1985年02期
4 郭爱国;赤国彤;杨文香;王焕如;朱之堉;;1990年河北省小麦叶锈菌群体的毒性基因分析[J];河北农业大学学报;1992年01期
5 Gary H Toenniessen ,丁效华;未来水稻遗传工程中的有利抗性基因[J];生物技术通报;1994年05期
6 徐建龙,林贻滋,赵学本,童培银,黄伟荣;应用回交和花培转育水稻抗白叶枯病基因Xa-21[J];浙江大学学报(农业与生命科学版);1997年04期
7 王宁源,张玉娥;杂草抗药性与化学防除[J];雁北师范学院学报;2001年03期
8 张海英;张海霞;张峰;毛爱军;许勇;王永健;于广建;;黄瓜枯萎病抗性基因的连锁分子标记[J];生物技术通报;2006年S1期
9 王瑞;王俊美;伊艳杰;刘红彦;李洪连;;2个小麦品系抗白粉病基因的分子鉴定[J];河南农业科学;2007年03期
10 罗倩;冯夏;吕利华;万树青;陈焕瑜;;小菜蛾对阿维菌素抗性基因的AFLP连锁图谱的构建[J];昆虫学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡刘体;胡重怡;郑少清;陈兴江;黄学林;;烟叶表面抗性基因T-phylloplanin cDNA的克隆和分析[A];2007中国植物生理学会全国学术会议论文摘要汇编[C];2007年
2 杨煜;晁祥键;李广存;;青枯病抗性相关基因分离及其应用[A];2007年中国马铃薯大会(中国马铃薯专业委员会年会暨学术研讨会)、全国马铃薯免耕栽培现场观摩暨产业发展研讨会论文集[C];2007年
3 周彤;王磊;周益军;程兆榜;;粳稻品种镇稻88中条纹叶枯抗性基因的遗传研究[A];植物保护与现代农业——中国植物保护学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 邓其明;王世全;李双成;刘怀年;李平;;水稻稻瘟病、白叶枯病和纹枯病抗性基因多基因聚合研究[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
5 季芝娟;陈红旗;潘学彪;马良勇;朱旭东;杨长登;;水稻抗病多基因的聚合及应用[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
6 何启;李冬波;谭明谱;张端品;林兴华;;水稻白叶枯病抗性基因Xa2的精细定位[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
7 陈学平;李天飞;闫新甫;郭家明;刘勇;洪家宝;;烟草响应TMV病程中信号分子的时空变化和特异资源抗性基因类似序列的分离[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
8 严宗卜;;美国水稻品种对稻瘟病小种IE-1k、IB-33、IB-49和IC-17的抗性遗传(英文)[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
9 魏华丽;韩素英;杨文华;齐力旺;;转基因树木研究进展[A];第二届中国林业学术大会——S2 功能基因组时代的林木遗传与改良论文集[C];2009年
10 张海英;苏芳;郭绍贵;宫国义;伊鸿平;吴明珠;许勇;;甜瓜白粉病抗性基因的连锁分子标记研究[A];全国植物分子育种研讨会摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 梁淡丽 记者 刘传书;中德科学家发现8种抗生素的抗性基因[N];科技日报;2011年
2 澳大利亚昆士兰州立大学博士后 布里斯班州立大学医学院微生物学首席科学家、博导 王欣高级研究员;对饲用抗生素说不![N];中国畜牧报;2002年
3 何丰伦;“亿元基因”价值亟待挖掘[N];经济参考报;2003年
4 小可;基因污染——新世纪的忧患[N];中国审计报;2001年
5 记者 邓洪涛 通讯员 吴勇杰 实习生 包洁梅;湖北粮食丰产工程方案获批[N];湖北日报;2011年
6 澳大利亚昆士兰大学 王欣 博士;无抗畜产品是养殖业发展的主流[N];中国畜牧报;2003年
7 沈孝宙;基因污染 新世纪的忧患[N];人民政协报;2001年
8 中国农科院教授、博士生导师 沈桂芳;生物技术及其产业化发展中存在的问题[N];中国特产报;2002年
9 太原十二中 王琰;转基因食品的利与弊[N];山西科技报;2002年
10 本报记者 何红卫 通讯员 项俊平;世界首个抗褐飞虱水稻品种通过鉴定[N];农民日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王大刚;大豆对大豆花叶病毒抗性遗传、抗性基因精细定位及表达分析[D];南京农业大学;2010年
2 吕鹏;可食用资源家蚕的核型多角体病毒抗性基因的高通量分子标记筛选、定位及相关基因功能[D];江苏大学;2014年
3 杨晓慧;番茄抗黄化曲叶病基因Ty-2的精细定位及不同抗性基因效应比较[D];中国农业科学院;2012年
4 张晓峰;基于籼稻全基因组剖析抗性基因的结构及其分布特点[D];浙江大学;2004年
5 曹际娟;建立转基因作物及产品外源抗性基因检测技术体系的研究[D];沈阳农业大学;2004年
6 赵景;棉铃虫江浦和安阳种群对Cry1Ac和Cry2Ab抗性基因频率及抗性遗传方式[D];南京农业大学;2012年
7 洪文荣;依尼奥小单孢菌原生质体融合育种及其分子生物学研究[D];上海医药工业研究院;2004年
8 白龙川;Tat和TAR对人免疫缺陷病毒HIV-1基因表达的调控研究[D];中国协和医科大学;1997年
9 徐建飞;马铃薯抗晚疫病主效位点的基因定位和遗传分析[D];中国农业科学院;2008年
10 王洁;水稻白叶枯病抗性相关基因及抗病基因类似序列的克隆[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 闫书海;畜禽养殖废水/粪便中典型抗药基因的调查研究[D];浙江大学;2013年
2 许媛媛;人溶菌酶转基因山羊中抗性基因删除的研究[D];山东师范大学;2007年
3 崔蕴刚;玉米四一导入系群体的构建及矮花叶病抗病基因作用方式的研究[D];河南农业大学;2008年
4 高加明;烟草青枯病抗性基因的分子标记研究[D];中国农业科学院;2010年
5 杲修杰;野生稻基因组文库抗性基因的筛选和鉴定[D];国防科学技术大学;2006年
6 徐春燕;养殖底泥和农用土壤抗生素抗性组学研究[D];集美大学;2011年
7 阳攀;可视化HMM抗性基因建模研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 丁秀兰;水稻条纹叶枯病抗性基因的定位研究[D];南京农业大学;2004年
9 成卫孝;农业循环经济系统中抗生素和抗性基因的行为特征[D];浙江大学;2014年
10 张文慧;大豆灰斑病1号生理小种抗性基因分子标记及资源分析[D];东北农业大学;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