广西普通野生稻材料Q327抗褐飞虱基因的定位分析

发布时间：2020-04-03 04:39

【摘要】：褐飞虱(Nilapatvat a lugens,简称BPH)在热带和亚热带地区有广泛的分布,这种昆虫属于同翅目飞虱科。其对水稻有较高的危害性,且在一些稗草上也寄生,表现出一定的危害性。褐飞虱主要通过维管束吸食水稻植株韧皮中的汁液,而产生一定的危害作用。相关研究发现褐飞虱的吸食表出一定的规律性,如果吸食韧皮部内的汁液,则会立即结束吸食。这种害虫可以利用刺吸式口器大量刺吸汁液,影响到水稻的生长,从而导致其倒伏、枯死。而随着相关水稻矮秆品种的推广,杀虫剂和化肥的广泛应用,褐飞虱等害虫对水稻的危害性不断增加,且表现出一定蔓延的趋势,到70年代末,其对亚洲水稻的危害已经明显超过其他害虫的。因此,挖掘普通野生稻抗褐飞虱基因并将其转育到栽培稻品种中具有重大的意义。本研究从广西普通野生稻的遗传多样性和抗源筛选入手,新抗源Q327是抗褐飞虱的普通野生稻与西乡糯杂交、回交转育的后代材料,我们对抗源Q327苗期进行了多次抗虫鉴定,平均抗性级别为3.1;结果表明水稻抗源Q327对广西田间的褐飞虱群体后代表现出具有很强的抗性作用,对此有很大的研究和应用价值。本研究以Q327为供体亲本,9311和186S为受体亲本,以Q327和9311、Q327和186S构建了初级定位群体F2、F3群体,并结合前人定位结果,前人初步确定在水稻第4染色体长臂上引物RM16720附近,并且前人已经排除引物RM16720(NIP的物理距离为15.8Mbp)往染色体大的方向。后面由本人利用F2和F3群体对抗源Q327中的抗褐飞虱基因进行基因定位,接着我们将该基因定位在水稻第4染色体长臂的SSR标记YM51(物理距离为15.8Mbp)和YM91(物理距离为13.1Mbp)的2.7Mb之间,并通过高通量测序验证初步定位结果是正确的。下一步进行精细定位,发现抗性亲本Q327有两个区域的抗性位置,并且两个区域在NIP序列上为高度重复区域,我们利用第一区域和第二区域分开抗性重组单株来进行精细定位。最终分别定位在引物标记YM177(物理距离为14.2Mbp)到YM68-2(物理距离为14.5Mbp)的330kb之间和YM112(物理距离为15.OMbp)到YM68-1(物理距离为15.2Mbp)的240kb之间。对两个区域基因高通量测序分析,对关联区域内的全部基因进行GO、KEGG、COG、NR、SwissProt数据库注释分析,高通量测序中基因突变类型有UPSTREAM、SYNONYMOUS CODING、NON SYNONYMOUS CODING、UTR 3 PRIME、INTRON、DOWNSTREAM、SYNONYMOUS CODINGSYNONYMOUS CODING、STOP GAINED 和 UTR 5 PRIME 共 9 种。对高通量测序结果,分析精细定位区域间的候选基因的突变类型和突变次数,发现基因LOC_Os04g24750、LOC_Os04g24820和LOCOs04g25900三个基因的可能性比较大,对其三个基因分别做了荧光定量表达实验,发现基因LOC_Os04g24820在抗性亲本Q327和感性亲本9311中,接虫后48小时有显著差异,在接虫后96小时有极显著差异,而在接虫后0小时、12小时和24小时没有显著差异;而基因LOCOs04g24750和基因LOC_Os04g25900荧光定量分析表达在各个时间段(0小时、12小时、24小时、48小时和96小时)没有显著差异。
【图文】：

序列,高通量,信息分析,测序

信息分析包括：据质量控制（去除接头和低质量数据），与参考基因组比较，突变逡逑检测和注释（ＳＮＰ，邋ＩｎＤｅｌ），关联分析，候选ＳＮＰ和候选基因注释（张碧亮；杨泽禹；２０１４）。逡逑重测序ＢＳＡ生物信息分析具体流程如图２－３所示：①数据质量控制：高通量测序得到每逡逑个碱基，是都通过测序Ｐｈｒｅｄ数值（Ｐｈｒｅｄｓｃｏｒｅ，邋Ｑｐｈｒｅｄ）得到测序错误率，而Ｐｈｒｅｄ逡逑数值是在碱基识别过程通过一种预测碱基判别发生错误概率模型计算得到的。②碱基类逡逑型分布：碱基类型分布用于检测是否存在ＡＴ和ＧＣ的分离现象。这种分离现象可能由逡逑数据库建立过程中的差异放大引起，直接影响后续分析。高通量测序的序列是在基因组逡逑中随机破坏的ＤＮＡ片段。整个基因组中的位点分布大致均匀，并且使用互补碱基配对逡逑的原理。Ａ与Ｔ和Ｃ与Ｇ的含量分别是一致的。由于测序仪器本身的局限性，前几个逡逑碱基的Ａ／Ｔ和Ｃ／Ｇ含量可能存在着一定波动（张碧亮，２０１４；孙天宇，２０１７）。③低质逡逑量数据过滤：序列读取或原始读取序列化并包含带连接器的低质量读取，为了确保信息逡逑分析质量

序列,高通量,信息分析,测序

逦逦１Ｌ邋＆邋＿逦上机测序逡逑图２－２高通量测序实验流程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋．２－２邋Ｈｉｇｈ－ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ邋ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ邋ｗｏｒｋｆｌｏｗ．逡逑（５）高通量测序信息分析流程逡逑信息分析包括：据质量控制（去除接头和低质量数据），与参考基因组比较，突变逡逑检测和注释（ＳＮＰ，邋ＩｎＤｅｌ），关联分析，候选ＳＮＰ和候选基因注释（张碧亮；杨泽禹；２０１４）。逡逑重测序ＢＳＡ生物信息分析具体流程如图２－３所示：①数据质量控制：高通量测序得到每逡逑个碱基，是都通过测序Ｐｈｒｅｄ数值（Ｐｈｒｅｄｓｃｏｒｅ，邋Ｑｐｈｒｅｄ）得到测序错误率，而Ｐｈｒｅｄ逡逑数值是在碱基识别过程通过一种预测碱基判别发生错误概率模型计算得到的。②碱基类逡逑型分布：碱基类型分布用于检测是否存在ＡＴ和ＧＣ的分离现象。这种分离现象可能由逡逑数据库建立过程中的差异放大引起，直接影响后续分析。高通量测序的序列是在基因组逡逑中随机破坏的ＤＮＡ片段。整个基因组中的位点分布大致均匀，并且使用互补碱基配对逡逑的原理。Ａ与Ｔ和Ｃ与Ｇ的含量分别是一致的。由于测序仪器本身的局限性，前几个逡逑碱基的Ａ／Ｔ和Ｃ／Ｇ含量可能存在着一定波动（张碧亮，２０１４；孙天宇，２０１７）。③低质逡逑量数据过滤：序列读取或原始读取序列化并包含带连接器的低质量读取
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.112.3

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