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烟草抗赤星病主效QTL候选基因的初步筛选

发布时间:2020-09-07 14:18
   烟草赤星病是严重危害烟叶产量和品质的真菌性病害,发掘、鉴定和利用抗病基因,培育抗赤星病品种是控制赤星病最经济、安全、有效的方式。课题组之前利用赤星病主要抗源净叶黄与感病品种NC82配制组合,定位到一个抗赤星病主效QTL,位于24号染色体上。在此基础上,本研究以净叶黄与NC82组合产生的回交导入系群体BC_3F_2为材料,在目标区间内加密26个SNP分子标记,利用Mass ARRAY飞行质谱技术检测基因型,进一步缩小目标区间。进而利用生物信息学、RT-PCR等方法在DNA水平和RNA水平对候选基因进行了初步筛选。同时构建VIGS系统及CRISPR系统对烟草赤星病抗病主效基因功能进行验证。试验结论如下:1.利用SNP位点Mass Array质谱检测技术,分析了以净叶黄(JYH)与NC82为亲本杂交后连续回交、自交得到的255个单株构成的BC_3F_2代群体,进而构建了遗传图谱。大田表型鉴定表明,赤星病抗性在两个亲本间存在显著差异。BC_3F_2群体平均病级指数为3.43,倾向中亲值,结合基因型数据和表型数据,将控制烟草赤星病抗性的主效QTL定位在目标区间M29~M28之间,区间遗传距离1.6 cM。2.根据公布的烟草基因组数据库(https://solgenomics.net/)及NCBI等生物信息学分析软件,对目标区段内31个基因进行了同源序列比对及功能分析。结果表明,基因Nitab4.5_0000264g0150.1、Nitab4.5_00 00264g0130.1、Nitab4.5_0000264g0170.1、Nitab4.5_000 2011g0070.1、Nitab4.5_0000264g0180.1存在明显的序列差异。3.对抗感品种在接种赤星病后基因表达量变化进行RT-PCR检测,其中,基因Nitab4.5_0000264g0050.1、Nitab4.5_0000264g0040.1、Nitab4.5_0000264g0130.1、Nitab4.5_0000264g0070.1在抗感材料接种后的各个时间点基因表达量均呈现上升趋势,且抗病材料基因表达量在各个时间点均明显高于感病材料,表明此基因响应了病原菌的入侵,与赤星病接种后植株的病程响应相关。Nitab4.5_0000264g0050.1、Nitab4.5_0000264g0130.1分别为调控钙调素结合蛋白和谷胱甘肽过氧化物酶类基因,与植物抗逆性相关,与烟草抗病性过程关系紧密。4.利用VIGS技术对目标区段内31个基因进行基因沉默筛选鉴定,构建了VIGS技术对赤星病研究的体系,结果显示,目标基因被有效沉默,基因Nitab4.5_0000264g0130.1沉默后接病有少量枯斑,其他基因沉默后赤星病发病表型不明显。
【学位单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2018
【中图分类】:S435.72
【部分图文】:

净叶黄,全基因组,目标区,烟草赤星病


病主效位点进一步验证术在全基因组范围内全面发掘赤星M-60M 区间内,基于全基因组关联分验结果,配制携带目标区段且背景基质谱分析平台在目标区段内检测 SN,烟草赤星病感病品种 NC82,均由烟草研究所即墨基地配制净叶黄与 年开始,利用筛选到的分子标记(P一步与 NC82 回交、自交,到 2015烟草研究所诸城实验基地,得到由 ,其他遗传背景基本一致。(图 2.1)

遗传图谱,遗传图谱,分子标记,位点


图 2.2 SNP 分子标记位点遗传图2.2 Genetic map for SNP molecular m抗性主效位点定位结果,在目个体进行了基因型分析,进而离 27.1 cM,两标记间的遗传均病级指数为 1.27,NC82 平2群体平均病级指数为 3.43,性受多基因控制。结合基因型位在目标区间 M29~M28 之.2)。

烟草,质量检测,电泳


出现两条清晰的条带,两/A230 为 2.33,浓度为 3分析。 4.1 烟草总 RNA提取电泳检lectrophoresis detection of totitab4.5_0000264g0130.1功,可用于后续实验。

【参考文献】

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本文编号:2813454

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