收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

马铃薯抗晚疫病主效位点的基因定位和遗传分析

徐建飞  
【摘要】: 马铃薯(Solanum tuberosum)属茄科茄属植物,起源于南美洲安第斯山脉一带,是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物,在世界粮食安全体系中具有重要作用。由致病疫霉菌(Phytophthora infestans(Mont.)de Bary.)引起的晩疫病是马铃薯世界范围内最具毁灭性的病害,每年引起数十亿美元的损失,我国每年因晩疫病造成的减产损失在10亿美元以上。因为P. infestans存在有性和无性两种生殖方式,具有极高的进化潜力,通过常规育种导入到栽培种中的抗性R基因很容易被克服。现在,通过生物工程手段构建抗病基因近等混合系成为持久防控晚疫病的最有希望的策略之一,然而这种策略需要克隆多个晚疫病抗性基因。本研究旨在通过对马铃薯晚疫病主效抗性基因R10和R11分离群体的遗传分析和基因定位,初步揭示马铃薯11号染色体抗晚疫病主效位点(MLB)的基因组成和遗传特性,为进一步的基因克隆和了解马铃薯野生群体的晚疫病抗性机制并最终持久地防控马铃薯晚疫病奠定基础。本研究的主要结果如下: 1.通过对R10基因分离群体的遗传分析和作图表明,主效基因和抗性QTLs共同决定了R10的晚疫病抗性。马铃薯晚疫病抗性基因R10抗谱广,应用价值大,常用于马铃薯抗病杂交育种。利用三个不同小种但含有同一个无毒基因Avr10的晚疫病菌株分别对R10分离群体进行离体叶片接种,结果表明分离群体对这三个菌株表现出不同的抗病反应。其中针对菌株IPO-0或99018的抗性是由QTLs控制的数量性状,而针对菌株89148-9的抗性是由主效基因即R10控制的。统计学分析表明,针对菌株IPO-0或99018的抗性QTLs与位于马铃薯11号染色体末端的R10位点连锁。所以,抗晚疫病主效基因R10与抗性QTLs成簇存在很可能是R10鉴别寄主良好田间抗性的原因。 2.利用比较基因组学结合BSA分析方法定位了马铃薯抗晚疫病主效基因R10,并构建了R10位点的高分辨率遗传图谱。R10位点位于马铃薯11号染色体的短臂末端,与已克隆的晚疫病抗性基因R3a同属于抗晚疫病主效位点的单倍型(haplotypes)。应用比较基因组学和BSA分析,开发了6个与R10连锁的分子标记,并将R10初步定位在1001T和C2_At5g59960两个遗传距离为2.6 cM分子标记之间。R10位于已克隆的晚疫病抗性基因R3a的近端粒区。利用R10位点的两侧标记,从1942株R10分离群体中筛选到99株R10位点重组单株,对其进行已开发标记分析和接种鉴定,从而构建了R10位点的高分辨率遗传图谱。R10基因被定位于标记656T和1001T之间的0.26 cM的遗传区间内,为抗晚疫病分子标记辅助育种和R10基因的最终克隆打下了基础。 3.通过马铃薯MLB位点比较作图,定位了马铃薯抗晚疫病主效基因R11。以晚疫病抗性基因R11的鉴别寄主MaR11和不含已知抗性基因的品种Katahdin为杂交亲本的F1群体为杂交亲本,对包含83个基因型的R11基因的分离群体进行了晚疫病菌株接种和遗传分析,确定R11为主效单基因,在MaR11中以单式(simplex)存在。应用比较作图和BSA分析,开发了6个与R11连锁的分子标记,并将R11定位在11号染色体末端,距离最近的C2_At5g59960标记遗传距离约为2.4 cM。R11较晚疫病抗性基因R3a和R10更靠近近端粒区。本研究所获得的遗传图谱为进一步构建R11高分辨率遗传图谱提供了基础。 4.建立了从马铃薯BAC文库中快速富集抗病基因及其同源序列的磁珠分离系统。我们首先根据晚疫病抗性基因R3a家族的序列比对结果设计了R3a基因家族的保守探针,并将含有R3a基因的BAC SH23G23部分酶切成7-11 kb DNA片段。通过结合保守探针的磁珠系统对上述7-11kb DNA片段进行R3a基因分离,将磁珠富集到的片段克隆到双元载体pBINPLUS上。通过阳性克隆和菌落PCR鉴定表明,含有R3a基因的克隆比率达到82.76%,相对于磁珠系统富集前,R3a基因比率提高近19倍。传统的基因克隆方式,图位克隆和转座子标签法,在遵循同源四倍体的四体遗传规律的栽培马铃薯中应用难度极大,而本研究建立了抗病基因及其同源序列的磁珠分离系统,为利用同源基因法克隆马铃薯四倍体栽培种中基因提供了实验基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周玉环;;马铃薯测土配方施肥技术[J];北京农业;2011年19期
2 林蒲田;;黑马铃薯[J];湖南农业;2011年09期
3 ;金牌博士后[J];人生十六七;2007年01期
4 迟佩泉;赵晨光;;马铃薯优质高产栽培技术[J];农家之友(理论版);2011年01期
5 蒋丙和;;绿色食品黑色马铃薯栽培技术[J];吉林蔬菜;2011年04期
6 陈华;王海东;夏国宏;吴金花;张宏;;兴安盟马铃薯生产技术规程[J];内蒙古农业科技;2011年04期
7 肖文军;李勤;熊兴耀;邹开静;张盛;陈凌;任国谱;;高效液相色谱法分析马铃薯中α-茄碱[J];分析化学;2011年09期
8 季学用;;马铃薯塑料大棚反季节种植技术[J];科学种养;2011年08期
9 ;中国作物学会马铃薯专业委员会决议[J];中国马铃薯;2011年04期
10 张欣凤;;菜用型马铃薯栽培法[J];农民致富之友;2010年12期
11 董峻;;中国科学家主导的国际团队完成马铃薯基因组测序[J];北京农业;2011年23期
12 王光丽;;马铃薯大垄栽培技术[J];农民致富之友;2010年10期
13 邓兴祥;;大行桑套种冬马铃薯高效栽培技术[J];四川农业科技;2011年07期
14 ;马铃薯基因组研究喜获重大成果——作为Nature封面文章发表[J];广东农业科学;2011年14期
15 柳让;;辽西地区马铃薯抗旱栽培技术与应用[J];现代农村科技;2011年17期
16 王影;;黑龙江省马铃薯高产种植措施[J];农民致富之友;2010年06期
17 一言;;几种蔬菜贮存要点[J];农家致富;2011年14期
18 ;关于“壮苗龙”用于水稻苗床种植马铃薯如何使用马铃薯拌种剂、化肥精产品的几点说明[J];农民致富之友;2010年06期
19 赵继军;;马铃薯几种施肥技术[J];农民致富之友;2010年12期
20 曹树珍;;梁河县幼龄茶园间作马铃薯高产栽培技术[J];云南农业科技;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王彦凤;白健;赵云龙;张若芳;巩秀峰;刘佳星;吴蕾;;中国马铃薯主产区晚疫病菌群体结构分析[A];中国微生物学会《第二届全国农业微生物研究及产业化研讨会》和《第十一届全国杀虫微生物学术研讨会》暨《湖北省暨武汉市微生物学会和内蒙古微生物学会2008年会》论文摘要[C];2008年
2 宋伯符;张志铭;杨志辉;;中国马铃薯晚疫病的综合防治[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 宋伯符;张志铭;杨志辉;;中国马铃薯晚疫病的综合防治[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 罗有卫;陈际才;杨俊华;陈志雄;;德宏地区马铃薯晚疫病A_2交配型调查[A];马铃薯产业与粮食安全(2009)[C];2009年
5 赵志坚;何云昆;李成云;张志铭;朱杰华;李先平;邓纪新;;云南省马铃薯晚疫病菌A2交配型初步研究[A];中国作物学会马铃薯专业委员会1999年年会论文集[C];1999年
6 杨水英;黄振霖;青玲;张国臣;李建华;欧建龙;赵雨佳;孙现超;严秋艳;;重庆马铃薯晚疫病菌群体遗传结构分析[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 雷崇艺;;影响马铃薯晚疫病流行的主要因素及防治方法[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
8 徐建飞;韩彦卿;段绍光;刘杰;卞春松;庞万福;杨志辉;朱杰华;金黎平;;一批马铃薯引进资源的晚疫病抗性评价[A];马铃薯产业与粮食安全(2009)[C];2009年
9 王秀峰;张胜利;张建;;马铃薯抗晚疫病基因工程研究策略[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
10 王军;宋伯符;;晚疫病研究的最新进展和策略[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 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
2 贾芝琪;晚疫病抗性信号传导研究体系的构建和番茄抗病资源的创新[D];中国农业科学院;2008年
3 吴田;马铃薯晚疫病水平抗性相关基因StPK1、StLRPK1、Star的克隆和功能分析[D];华中农业大学;2009年
4 李亚军;马铃薯晚疫病水平抗性与β-氨基丁酸诱导抗性防卫系统基因表达的差异[D];华中农业大学;2009年
5 赵燕;马铃薯(Solanum tuberosum L.)花粉特异表达基因ST901的克隆及其功能研究[D];中国农业大学;2004年
6 杜海莲;禽流感病毒(H5N1)基因(h5n1a)在马铃薯中的转化与表达研究——附:乙肝表面抗原(HBsAg)基因转化的对比研究[D];福建农林大学;2000年
7 宋萍;苏云金芽胞杆菌分离鉴定及对马铃薯二十八星瓢虫特异活性菌株研究[D];河北农业大学;2012年
8 白庆荣;利用RNA介导的病毒抗性培育双抗病毒转基因植株[D];山东农业大学;2004年
9 蔡兴奎;原生质体融合创造抗青枯病的马铃薯新种质及其遗传分析[D];华中农业大学;2004年
10 黄淑莉;花粉特异表达的微管结合蛋白SB401的特性分析[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 王加加;马铃薯抗晚疫病基因R10的高分辨率遗传图谱构建[D];东北农业大学;2008年
2 刘建荣;农杆菌介导的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因转化马铃薯的方法研究[D];甘肃农业大学;2000年
3 郝文胜;切割PLRV复制酶基因负链的核酶基因对马铃薯转化及检测[D];内蒙古农业大学;2001年
4 李娟;马铃薯(Solanum tuberosum L.)愈伤组织培养和耐盐突变体的离体筛选[D];西北农林科技大学;2003年
5 封莉;马铃薯挖掘机筛分系统的性能研究[D];河北农业大学;2004年
6 李韵涛;马铃薯薯条及其余料加工工艺的研究[D];中国农业大学;2005年
7 张峰;马铃薯花粉原生质体的分离与培养[D];甘肃农业大学;2001年
8 孟千万;根瘤农杆菌介导的GNA基因转化马铃薯研究[D];西南农业大学;2004年
9 王淑菊;气雾栽培促进马铃薯开花的研究[D];东北农业大学;2002年
10 彭学文;河北省马铃薯病害调查及主要真菌病害研究[D];河北农业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 云南省植保植检站 李永川;马铃薯晚疫病防治技术[N];云南科技报;2006年
2 本报实习记者 魏婷;马铃薯真的能减肥吗[N];北京科技报;2005年
3 ;马铃薯主要病虫害的防治[N];长治日报;2005年
4 王嗣涛;马铃薯:小产业有大商机[N];中国企业报;2005年
5 陈佳;马铃薯亦菜亦药[N];中国特产报;2000年
6 ;马铃薯[N];福建科技报;2005年
7 刘国信;植物之王———马铃薯[N];中国国门时报;2004年
8 陈茂春;马铃薯抹花能增产[N];湖北科技报;2002年
9 魏晓奇 记者 高学冬;“绿色”马铃薯产品名声在外[N];黑龙江日报;2005年
10 吕纪增;马铃薯秋播留种技术[N];河南科技报;2005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
  • 010-62982499
  • 010-62783978