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《中国农业科学院》 2007年
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抗病基因在野生马铃薯种中的多态性和进化

王密恰  
【摘要】: 马铃薯是有巨大的次生基因资源的作物,资源中有很多重要的性状能用于马铃薯育种。晚疫病是马铃薯种植区最大的问题之一,在北欧和西欧国家,马铃薯生长中使用大量的药物,因此,抗病育种是马铃薯育种的重点。该论文用核苷酸结合位点图谱研究了茄属的系统发育和抗病基因标记的发掘,这些标记有可能被育种公司应用。论文还利用很多茄种资源详细研究了两个晚疫病抗病基因Rpi-bib1和Rpi-blb2的多态性和进化。 第二章利用100多份基因库资源47个种,评估了核苷酸结合位点图谱在系统发育重建的可能性。比较分支系统和表型分析结果,核苷酸结合位点图谱和扩增片断长度多态性图谱产生相似的系统发育树,表明核苷酸结合位点图谱能够用于系统发育重建。核苷酸结合位点图谱系统发育树不能明显区分出抗病基因资源和非抗病基因资源。马铃薯种的共分离片断序列分析表明,91%的共分离片断同源性在95%以上,说明核苷酸结合位点图谱非同源相似程度低(第三章)。 以过去七八十年中456个欧洲马铃薯品种为材料,第三章报告了抗病基因位点遗传多态性的变化。遗传多态性轻微增加,这在很大程度上是因为野生的马铃薯种被用于了马铃薯的育种。通过结合核苷酸结合位点图谱标记和品种的系谱及表型分析发现了几个候选抗性基因标记。由于核苷酸结合位点图谱的低非同源相似程度,这些标记也被用于马铃薯种和品种之间的比较,其中,这些马铃薯种贡献了抗病基因标记给马铃薯品种。一个标记有可能来自种Solanum vernei,因为此标记既存在于S.vernei资源中,也存在于系谱中有s.vernei的马铃薯品种中。此标记的存在也与品种的表型数据相关。 第四章描述了两个晚疫病抗病基因Rpi-blb1 and Rpi.blb2的等位基因发掘。这两个抗病基因起源于S.bulbocastanum种。通过判断Rpi-blb1侧翼区RGA1-blb and RGA3-blb的存在与否,第四章还分析了Rpi-blb1基因家族的结构。RGA1-bib序列高度同源,不仅存在于所有研究的结薯马铃薯种中而且还存在于非结薯马铃薯种S.etuberosum,S.fernandezianum和S.palustre,这些表明RGA1-blb在结薯马 铃薯种和非结薯马铃薯种的分化之前就已经存在。相对而言,RGA3-blb的位点发生频率较低。在两个种S.bulbocastanum和Solanum stoloniferum中发现了高度同源的Rpi-bib1(99.5%)。Solanum stoloniferum是属于分类单元series Longipedicellata中的一个四倍体种。在几个以含有Rpi-bib1同源类似物抗病植株为亲本的F1群体中发现了几个显性抗病基因Rpi-stol,Rpi-plt1,Rpi-pta1 and Rpi-pta2。另外,与Rpi-blb1相同,Rpi-sto1和Rpi-plt1也位于8号染色体。我们认为,以上四个基因和来自于S.bulbocastanum的Rpi-bib1有共同的祖先。分离数据也表明,在三个分离群体中各含有另外一个未知的晚疫病抗病基因。和Rpi-bib1不同的是,在所有研究的材料中都没有发现Rpi-blb2等位基因。 第五章分析了Rpi-blb1和Rpi-blb2在种S.bulbocastan和近缘种S.cardiophyllum的发生频率和多态性。在24份墨西哥资源中发现了高度保守的Rpi-bib1等位基因,在来自危地马拉的资源中没有发现Rpi-blb1等位基因。随机选取Rpi-bib1等位基因,序列分析识别到了19个单元型,Rpi-blb1属于进化慢的Ⅱ型抗病基因(第四章和第五章)。所有推定的感病Rpi-bib1序列均相同,意味着单个突变事件产生了这个感病位点。只是在8份S.bulbocastanum资源中发现了Rpi-blb2等位基因,并且所有的Rpi-bib2等位基因具有相同的序列。所有这些表明Rpi-blb2进化发生在不久以前(第四章和第五章)。 第五章在系统发育和进化的基础上讨论了论文的研究结果。基因Rpi-bib1最先在种S.bulbocastanum中被发现和克隆,这个种不能直接用于与栽培马铃薯的杂交。论文的研究结果表明,有功能的Rpi-bib1等位基因也存在于能与栽培马铃薯直接杂交的种S.stoloniferum中。因此,相对于来源于S.bulbocastanum的Rpi-blb1抗病基因,来源于S.stoloniferum的Rpi-blb1等位抗病基因Rpi-stol能够较为容易转入栽培马铃薯中。我们预测在其他的原生种中其它抗病基因也有可能有类似情况,即:抗病基因同源类似物存在于相对较为高级的种中,而这些种又能比较容易的应用于育种。因此,在开始一个不能直接用于杂交育种的马铃薯种的育种项目时,研究该抗病基因在其他可直接用于杂交育种的种有可能加速育种进程,节省时间并降低费用。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S532

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李扬;黑附球菌XF_1菌株对马铃薯晚疫病的生防作用[D];河北农业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑金龙;陈鸿;易克贤;;分子标记技术在疫霉菌上的应用[J];安徽农学通报;2008年15期
2 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
3 陈文霞;张莉;;AFLP技术在植物病原真菌研究上的应用[J];安徽农业科学;2009年14期
4 宋晓飞;李晓丽;冯志红;闫立英;;黄瓜基因组DNA提取及AFLP体系优化研究[J];安徽农业科学;2009年29期
5 向倩;周兰英;万静;张旭;雷宝盛;金银春;冯毅;赵晓英;于绪任;;麻疯树cpSSR标记技术的建立与体系优化研究[J];安徽农业科学;2009年32期
6 李博;刘合霞;;叶绿体基因组微卫星标记(cpSSR)研究进展[J];安徽农业科学;2012年13期
7 孙海宏;王舰;;青海致病疫霉生理小种组成及分布研究[J];现代农业科技;2008年11期
8 郭强;时永杰;魏臻武;杨占花;卢娟;贾艳琼;;河西走廊14种锦鸡儿遗传多样性SSR分析[J];草地学报;2008年03期
9 陈启亮;李清国;田瑞;张青林;;AFLP标记及其在园艺植物遗传育种中的应用[J];长江大学学报(自科版)农学卷;2005年01期
10 李爱丽,马峙英;AFLP分子标记与作物改良[J];河北农业大学学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 田振东;谢从华;柳俊;胡诚;;马铃薯晚疫病抗性分子机理研究进展[A];中国马铃薯学术研讨会与第五届世界马铃薯大会论文集[C];2004年
2 李灿辉;隋启君;龙维彪;李云海;王军;;马铃薯抗晚疫病育种新策略及其研究进展[A];中国马铃薯学术研讨会与第五届世界马铃薯大会论文集[C];2004年
3 齐永文;张洪亮;张冬玲;王美兴;孙俊立;魏兴华;裘宗恩;汤圣祥;曹永生;王象坤;李自超;;中国水稻选育品种微卫星和形态遗传多样性分析[A];中国作物学会2005年学术年会论文集[C];2005年
4 渠慎春;吕东;章镇;;苹果抗病虫基因研究进展(综述)[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年
5 蔡兴奎;柳俊;谢从华;;细胞工程育种在马铃薯抗病育种中的应用[A];全国作物细胞工程与分子技术育种学术研讨会论文集[C];2003年
6 潘洁;汪小龙;赵洋;李冰;万俊芬;李祯;包振民;;栉孔扇贝(Chlamys farreri)人工选育群体的AFLP分析[A];第二届全国海珍品养殖研讨会论文集[C];2000年
7 陈茜;刘波微;张敏;彭化贤;席亚东;;四川省马铃薯晚疫病生理小种及品种抗病性鉴定研究[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
8 李洪浩;张敏;雷高;彭化贤;席亚东;刘波微;;四川省马铃薯晚疫病菌生理小种组成及分布[A];公共植保与绿色防控[C];2010年
9 陈铎文;周晓罡;丁玉梅;孙茂林;张绍松;;马铃薯晚疫病抗病基因研究展望[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 纪颖彪;屈冬玉;金黎平;连勇;卞春松;杨宏福;;分子标记在马铃薯遗传育种中应用的研究进展[A];中国马铃薯学术研讨文集(1996)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 郑维列;西藏色季拉山长鞭红景天种群生态学特性研究[D];中南林业科技大学;2010年
3 杨艳丽;外源茉莉酸影响马铃薯对晚疫病抗性的初步研究[D];湖南农业大学;2010年
4 刘凤楼;大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 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
6 王延玲;新疆红肉苹果红色发育机理的初步研究[D];山东农业大学;2011年
7 吴蕾;[D];内蒙古大学;2011年
8 史利玉;玉米粗缩病抗性遗传研究[D];四川农业大学;2010年
9 聂碧华;马铃薯Y病毒新变异株系的克隆鉴定及马铃薯—病毒互作机制研究[D];华中农业大学;2010年
10 姚春光;两个马铃薯晚疫病水平抗性轮回群体的构建[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 石伟平;二倍体马铃薯遗传群体构建和抗低温糖化分析[D];华中农业大学;2010年
2 田伶俐;马铃薯体细胞杂种胞质遗传组成及其与青枯病抗性的关系[D];华中农业大学;2010年
3 刘峰;适合棉花品种鉴定的SSR核心引物的筛选和品种鉴别[D];山东农业大学;2010年
4 周军永;苹果IRAP体系的建立及苹果芽变无性系的鉴定[D];安徽农业大学;2010年
5 刘海霞;甘蓝Ogura细胞质雄性不育相关重要基因的克隆及表达特征分析[D];甘肃农业大学;2010年
6 曾潮武;小豆种质资源遗传多样性研究及DNA指纹图谱构建[D];甘肃农业大学;2010年
7 马孝霞;水稻根系发育调控基因OsRGA的克隆及功能研究[D];浙江大学;2010年
8 王鹤;2009年中国4省马铃薯晚疫病菌群体特性分析及其交配型分子标记的开发[D];河北农业大学;2011年
9 马连杰;无选择标记高含类黄酮抗晚疫病马铃薯转基因研究[D];山东农业大学;2011年
10 贾金磊;两个马铃薯Y病毒分离物全基因组序列测定及抗病毒dsRNA表达载体的构建[D];山东农业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马永林;;不同播期对马铃薯晚疫病的影响[J];现代农业科技;2008年06期
2 权守菊;;马铃薯专用型品种大西洋施肥试验[J];现代农业科技;2009年01期
3 王树桐,王晓燕,刘均玲,曹克强;对马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)有杀菌毒性的中草药的筛选(英文)[J];河北农业大学学报;2001年02期
4 郭会婧;蒋继志;李向彬;李红;;致病疫霉拮抗菌筛选及复合发酵液的抑菌作用研究[J];河北农业大学学报;2008年04期
5 刘海珍;蒋继志;王会仙;;致病疫霉拮抗菌梨黑斑病菌发酵条件的优化[J];河北农业大学学报;2010年01期
6 田世民,张志铭,李济宸,谭宗九,王文泽,丁朝瑞;河北省马铃薯真菌性病害种类及4种新记录[J];河北农业大学学报;1995年03期
7 李宝年,徐树辉,杨传波,黄敬林,庞丽杰,石铁嵩,刘兴刚,李耀民,项存悌,谢运海;樟子松枯梢病拮抗真菌的筛选[J];东北林业大学学报;2004年05期
8 丁海滨;卢扬;邓禄军;;马铃薯晚疫病发病机理及防治措施[J];贵州农业科学;2006年05期
9 彭丽娟;马永操;;5种药剂防治马铃薯晚疫病田间药效试验[J];贵州农业科学;2009年12期
10 王亚宏;高世铭;张伟;王润佳;;陇中旱地马铃薯不同种植模式对土壤温度和水分利用效率的影响[J];甘肃农业大学学报;2009年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵国柱;中国砖格丝孢菌20属的分类及5个相似属代表性种的分子系统学研究[D];山东农业大学;2003年
2 朱杰华;中国马铃薯晚疫病菌群体遗传结构研究[D];河北农业大学;2004年
3 郭军;马铃薯晚疫病菌遗传多样性及其小种特异无毒基因遗传定位和转录表达谱研究[D];中国农业科学院;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘晓芸;对致病疫霉具拮抗作用的真菌XF的鉴定及抑菌活性研究[D];河北农业大学;2007年
2 焦艳苓;番茄内生细菌Eb-28对番茄灰霉病菌抑制作用研究[D];河北农业大学;2008年
3 李双东;枯草芽孢杆菌EB-28防治马铃薯晚疫病及其抗菌物质研究[D];河北农业大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 夏丽琴;王亚南;苏艳超;王树桐;胡同乐;曹克强;;黑附球菌XF1菌株分生孢子产生和保存条件研究[J];河北农业大学学报;2012年04期
2 夏丽琴;王亚南;周岱超;王树桐;张瑜;胡同乐;曹克强;;黑附球菌抗紫外线保护剂的筛选[J];农药学学报;2012年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 夏丽琴;黑附球菌XF1菌株对马铃薯晚疫病的防治作用研究[D];河北农业大学;2012年
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2 闫志山;范有君;杨骥;张玉霜;;25.75%猎霜防治马铃薯晚疫病试验[J];黑龙江农业科学;2009年04期
3 王明清;;冬种马铃薯高产栽培技术[J];现代农业科技(下半月刊);2006年10期
4 邹宗成;李维群;赵锦慧;谢瑞礼;;几种新农药防治早熟马铃薯晚疫病效果研究[J];现代农业科技;2010年14期
5 谭仕彦;韦文科;;广西马铃薯产业的优势及发展对策[J];中国马铃薯;2007年06期
6 董云艳;杜晶;裴军;;鲜食马铃薯规模化生产技术集成[J];农业科技通讯;2010年05期
7 李有全;郭雄;;互助县马铃薯高产栽培技术[J];中国马铃薯;2006年05期
8 武艳芍;;无公害马铃薯高效栽培技术[J];农业技术与装备;2008年11期
9 范亦新;;稻田免耕稻草全程覆盖种植马铃薯高产栽培技术[J];中国农业信息;2008年10期
10 田朝辉;郑军伟;别志伟;;中原地区春季马铃薯无公害高产高效栽培技术[J];中国果菜;2006年02期
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1 魏占花;李占香;郭雄;马长莲;;互助县马铃薯晚疫病的发生与防治对策[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2000年年会论文集[C];2000年
2 隋启君;杨万林;任珂;李先平;乔雪静;李风英;;马铃薯品种适应牲的评价探讨[A];加速发展云南马铃薯优势产业研讨会论文集[C];2003年
3 李灿辉;隋启君;龙维彪;李云海;王军;;马铃薯抗晚疫病育种新策略及其研究进展[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2004年年会论文集[C];2004年
4 李灿辉;隋启君;龙维彪;李云海;王军;;马铃薯抗晚疫病育种新策略及其研究进展[A];中国马铃薯学术研讨会与第五届世界马铃薯大会论文集[C];2004年
5 周生坛;殷亨录;;互助县优质马铃薯种薯高产栽培技术要点[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2008年马铃薯大会论文集[C];2008年
6 柳俊;谢从华;宋波涛;田振东;蔡兴奎;聂碧华;;我国马铃薯生物技术研究与应用[A];中国作物学会马铃薯专业委员会2008年马铃薯大会论文集[C];2008年
7 王子平;;宁夏中部干旱带马铃薯芽栽技术[A];马铃薯产业与粮食安全(2009)[C];2009年
8 孙茂林;李树莲;展康;张开甫;董禄凤;纪家富;周世国;;云南省炸片加工马铃薯品种大西洋防病栽培技术研究[A];加速发展云南马铃薯优势产业研讨会论文集[C];2003年
9 刘介民;;浅论西南山区马铃薯育种[A];2005年全国马铃薯产业学术年会论文集[C];2005年
10 王娜;孙雁;王云月;孔德碧;毛忠顺;朱有勇;;马铃薯品种抗病基因同源序列分析[A];2005中国植病学会、中国菌物学会北海联合年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周静;凉山 马铃薯晚疫病警报拉响[N];凉山日报(汉);2007年
2 赵伟利;冬种马铃薯栽培技术[N];农民日报;2005年
3 省种子总站供;我省今年审定的玉米马铃薯品种[N];福建科技报;2004年
4 胡利君;黑色马铃薯栽培技术[N];中国特产报;2007年
5 杨慧;马铃薯春播把六关[N];陕西科技报;2006年
6 新邵县农业局 隆旺夫;秋栽马铃薯选良种[N];湖南科技报;2006年
7 殷举勇;布拖马铃薯产业建设卓有成效[N];凉山日报(汉);2006年
8 杨红峰;马铃薯防病提质增产的技术途径[N];农民日报;2011年
9 楚雄州农业科学研究推广所 王绍明;优质加工型马铃薯“大西洋”栽培[N];云南科技报;2006年
10 云南省农村技术推广总站 栗维兴;马铃薯免耕稻草覆盖栽培技术[N];云南科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王密恰;抗病基因在野生马铃薯种中的多态性和进化[D];中国农业科学院;2007年
2 张之为;小G蛋白在马铃薯防卫反应体系建立过程中调控机理的研究[D];内蒙古农业大学;2010年
3 张景云;二倍体马铃薯耐盐材料筛选及其生理特性表现[D];东北农业大学;2010年
4 倪雪梅;晚疫病菌诱导的两个马铃薯泛素连接酶基因的克隆与功能分析[D];华中农业大学;2009年
5 姚春光;两个马铃薯晚疫病水平抗性轮回群体的构建[D];华中农业大学;2010年
6 李晓静;增施CO_2对马铃薯生长及氮素营养的影响[D];内蒙古农业大学;2010年
7 郭建林;马铃薯StCOL和StTFL1的克隆及其在块茎形成中的功能分析[D];南京农业大学;2008年
8 李君明;番茄抗灰霉病和晚疫病基因定位及分子标记多基因辅助选育技术研究[D];中国农业科学院;2005年
9 贾笑英;利用转基因技术培育马铃薯(Solanum tuberosum L.)高淀粉及抗病新品系[D];甘肃农业大学;2006年
10 郑顺林;营养因素对马铃薯块茎发育生理特性影响的研究[D];四川农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张国君;陇中半干旱区旱地马铃薯高产高效栽培技术体系的研究[D];甘肃农业大学;2007年
2 林晓影;硫酸锰对马铃薯生长发育及淀粉合成积累作用效应的研究[D];黑龙江八一农垦大学;2010年
3 孟海波;Cd对两个马铃薯品种生长发育及生理生化特性的影响[D];内蒙古农业大学;2011年
4 王彦宏;硫酸镁对马铃薯生长发育及淀粉合成积累作用效应的研究[D];黑龙江八一农垦大学;2010年
5 何谈;2种低成本固化剂对马铃薯生长过程中Cd毒害的缓解效应[D];湖南农业大学;2008年
6 周晓燕;木醋液对马铃薯生长代谢调控的研究[D];山东农业大学;2007年
7 沈丽珍;马铃薯内生细菌StC01的鉴定及其促生作用初步研究[D];南京农业大学;2007年
8 贾琼;水分胁迫对马铃薯生长与生理特性的影响[D];内蒙古农业大学;2009年
9 朱素贤;马铃薯晚疫病抗病基因的遗传转化及其鉴别寄主的建立[D];青岛农业大学;2009年
10 王永霞;玉米矮花叶病抗病基因的分子标记开发及定位[D];河南农业大学;2009年
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