马铃薯高抗晚疫病资源筛选与抗病相关基因挖掘

发布时间：2021-05-19 13:42

　　马铃薯是世界第四大作物,由卵菌Phytophthora infestans（Mont.）de Bary导致的晚疫病是马铃薯上的毁灭性病害,一直是限制马铃薯生产的一个关键要素。然而晚疫病菌生理小种进化速度快,小种结构日益复杂,超强毒力小种不断出现,严重制约着马铃薯的晚疫病防治。因此,寻找新的晚疫病抗源,解析抗晚疫病信号传导途径,发掘信号途径中的关键基因具有重要意义。本研究首先对本实验室保存的野生种资源进行抗性筛选,进而利用获得的高抗晚疫病资源进行RNA-seq分析,来探究马铃薯响应晚疫病菌的基因表达和外源激素是否可激发寄主的免疫防卫反应,取得的主要结果如下:1.以12份马铃薯野生资源株系为材料,使用近年来国内采集的5个晚疫病强毒菌株,对其进行室内离体叶片接种,共筛选出6份高抗晚疫病的马铃薯野生种基因型（BCP1-3、BLB4-29、BLB4-38、CPH1-6、CPH1-21、JAM1-4）。进而对抗病表现最优异的高抗材料JAM1-4进行了dRen Seq分析,结果表明,JAM1-4中不含有已克隆的晚疫病R基因,其抗性应来源于新的抗晚疫病基因。2.运用RNA-Seq解析高抗晚疫病基因型J... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 马铃薯晚疫病
        1.1.1 马铃薯与晚疫病概述
        1.1.2 马铃薯晚疫病病原
        1.1.3 马铃薯晚疫病抗病基因研究进展
        1.1.4 d Ren Seq新技术加速抗晚疫病抗病基因挖掘
    1.2 马铃薯与晚疫病菌互作
        1.2.1 马铃薯与晚疫病互作类型
        1.2.2 致病疫霉的效应子
        1.2.3 马铃薯与晚疫病效应子互作机制
    1.3 植物抗病信号传递途径
        1.3.1 植物防卫反应的早期信号事件
        1.3.2 依赖SA与其他内源信号分子的抗病信号传递途径
    1.4 研究目的及意义
第二章 马铃薯高抗晚疫病资源筛选及d Ren Seq分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 供试菌株
        2.1.3 致病疫霉的接种
        2.1.4 d Ren Seq分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 马铃薯野生资源株系的抗性评价
        2.2.2 基因型JAM1-4的d Ren Seq分析
    2.3 讨论
        2.3.1 马铃薯资源的的抗性分析
        2.3.2 基因型JAM1-4的抗病基因分析
第三章 马铃薯抗病基因型JAM1-4与晚疫病菌非亲和互作的基因表达
    3.1 材料与方法
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 致病疫霉的接种
        3.1.3 RNA-seq与文库构建
        3.1.4 质控与参考基因组对比
        3.1.5 基因差异表达分析
        3.1.6 差异表达基因的GO、KEGG富集分析
        3.1.7 差异表达基因的q RT-PCR验证
    3.2 结果与分析
        3.2.1 序列分析与参考基因组对比
        3.2.2 差异表达基因分析及功能注释
        3.2.3 差异表达基因的GO注释分析
        3.2.4 KEGG代谢通路分析
        3.2.5 RNA-Seq的 q RT-PCR验证
    3.3 讨论
        3.3.1 JAM1-2013-18-306非亲和互作比较分析
        3.3.2 多重信号传导和次级代谢途径对植物免疫的重要作用
        3.3.3 下调表达基因揭示免疫途径中的光合抑制
        3.3.4 JAM1-4-2013-18-306互作模式
第四章 外源激素SA诱导马铃薯多重信号途径参与防卫反应
    4.1 材料与方法
        4.1.1 植物材料和水杨酸处理
        4.1.2 c DNA文库制备与RNA-Seq
        4.1.3 序列数据分析与差异表达基因分析
        4.1.4 实时定量PCR(q RT-PCR)验证DEGs
    4.2 结果与分析
        4.2.1 序列分析与参考基因组比对
        4.2.2 差异表达分析及功能注释
        4.2.3 DEGs富集分析
        4.2.4 RNA-Seq的 q RT-PCR验证
    4.3 讨论
        4.3.1 外源施加SA启动了与病原侵染相似的抗病防卫反应途径
        4.3.2 多重信号途径参与了SD20对外源施加SA的响应
        4.3.3 外源施加SA诱导了SD20抗病防御新机制
        4.3.4 病原侵染和外源激素诱导的联合分析
第五章 结论
参考文献
附录A
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国马铃薯晚疫病菌交配型研究进展[J]. 王腾,孙继英,汝甲荣,王立春.  中国马铃薯. 2018(01)
[2]致病疫霉RXLR效应蛋白相关研究进展[J]. 王洪洋,秦丽娟,唐唯,田振东.  生物技术通报. 2018(02)
[3]植物抗病机制的研究进展[J]. 杨银,高志勇.  科教导刊(中旬刊). 2016(09)
[4]一氧化氮诱导的植物抗病机制及其相关信号的转导[J]. 熊晓毅.  北京农业. 2015(23)
[5]植物抗病作用机制与信号传导研究进展[J]. 赵茂俊,马永毅,吴明君,崔阳健,姜李,潘光堂.  草业与畜牧. 2006(09)
[6]一氧化氮在植物体内的信号分子作用[J]. 张文利,沈文飚,徐朗莱.  生命的化学. 2002(01)

博士论文
[1]抗病基因在野生马铃薯种中的多态性和进化[D]. 王密恰.中国农业科学院 2007

硕士论文
[1]马铃薯晚疫病抗性相关胞质类受体蛋白激酶基因StPK1的功能研究[D]. 王敏.华中农业大学 2012



本文编号：3195865