小麦品种（系）抗秆锈病性及TaBRI1和TaSugarX基因功能研究
发布时间：2021-07-28 10:57
禾柄锈菌小麦专化型（Puccinia graminis Pers.f.sp.tritici Eriks.&Henn.,Pgt）引起的小麦秆锈病曾在全球大规模爆发流行,并对小麦生产造成了巨大的产量损失。虽然20世纪70年代后该病害得到了有效控制,仅局部国家或地区零星发生,但随着具有强毒力小麦秆锈菌新小种Ug99（TTKSK）在乌干达的出现（1999年）,之后不断变异并快速传播,至今在13个国家已产生了13个生理小种;意大利西西里岛2016年又出现了近50年来对硬粒小麦中普遍利用的抗病基因Sr9e和Sr13具有联合毒力的一新小种TTTTF,使全球小麦生产再次面临巨大威胁。挖掘小麦抗源材料、开展秆锈菌种群毒力结构分析以及探究抗病相关基因,可为小麦抗病育种和病害防控提供重要理论支撑。本论文从解析国内主要小麦秆锈菌毒力结构为切入点,研究分析国内主要小麦品种（系）抗锈性,利用转录组数据并结合病毒介导的基因沉默手段验证小麦秆锈菌与小麦互作的抗病功能基因,取得了创新性研究成果,报道如下。1.利用已知小麦秆锈病抗病基因的43个单基因品系对我国当前流行的7个小麦秆锈菌生理小种（21C3CTHQM、...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
–12020年Ug99及其变异小种的分布（Singhetal.,2015；Sridharetal.,2019）
第一章小麦秆锈病研究进展161.5分子生物学技术1.5.1分子标记技术分子标记（molecularmakers）有广义和狭义两者之分：广义上指可遗传同时可检测的蛋白质或DNA序列，狭义上指能够反映种群间或生物个体的基因组中差异的特异性DNA片段。从20世纪80年代低通量RFLP标记技术到21世纪初高通量阵列标记的应用，再到2010年高通量测序标记的广泛使用，30年来分子标记技术不断的发展和优化（图1–2）（Mir&Varshney,2012）。相关分子标记优缺点比较（表1.3）（徐晓凤，2016；王军等，2005）。图1–21980–2010年间分子标记的发展（Mir&Varshney,2012）Figure1–2Thedevelopmentofmolecularmarkersduring1980–2010(Mir&Varshney,2012)表1.3分子标记技术的比较（王军等,2005）Table1.3Comparisonofmoleculartechnologies(Wangetal.,2005)标记MakersRFLPSSRSTSRAPDCAPSAFLPSCARISSR主要原理限制性酶切Southem杂交PCR扩增特异PCR扩增随机PCR扩增PCR产物限制性酶切PCR产物特异PCR扩增PCR扩增核心技术电泳，分子杂交电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR探针/引物来源特定序列DNA探针重复序列设计引物FFLP探针序列等9~10bp随机引物特异引物特定引物RAPD特征带设计引物重复序列设计引物基因区域单/低拷贝区重复序列单拷贝区整个基因组整个基因组整个基因组整个基因组重复序列间隔单拷贝区
第一章小麦秆锈病研究进展20virus,CbLCV）及非洲木薯花叶病毒（Africancassavamosaicvirus,ACMV），按载体自身特点可用于本生烟、番茄、拟南芥和木薯等基因沉默研究（Angell&Baulcombe,1997;Fofanaetal.,2004;Kjemtrupetal.,1998;Kumagaietal.,1995;Liuetal.,2002;Ratcliffetal.,2001;Turnageetal.,2002）。禾本科成功应用的VIGS载体有水稻东格鲁杆状病毒（Ricetungrobacilliformvirus,RTBV）、雀麦草花叶病毒（Bromemosaicvirus,BMV）及大麦条纹花叶病毒（Barleystripemosaicvirus,BSMV）可应用在水稻、小麦和大麦等禾本科作物上（Bennypauletal.,2012;Cakiretal.,2010）。BSMV属于大麦RNA病毒的一种，由α、β和γ三部分构成（Pettyetal.,1990）。γ部分通常用作构建BSMV–VIGS载体，一种是在γb部分上游引入克隆位点，Cheng等（2011）利用此方法，同时在γb部分编码区插入一个LIC（Ligationindependentcloning）位点（图1–3），在双子叶植物本生烟和单子叶植物大麦、小麦和二穗短柄草（Brachypodiumdistachyon）中可以有效的沉默八氢番茄红素脱氢酶（Phytoenedesaturase,PDS）等基因。图1–3本研究所用的BSMV的载体构建（Chenetal.,2011）Figure1–3VectorconstructionofBSMVusedinthisstudy(Chenetal.,2011)
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦常规育种技术概述及应用[J]. 安霞,张海军,蒋方山,吕连杰,陈军,牟群,韩明明. 中国种业. 2019(12)
[2]Progress in breeding for resistance to Ug99 and other races of the stem rust fungus in CIMMYT wheat germplasm[J]. Sridhar BHAVANI,David P.HODSON,Julio HUERTA-ESPINO,Mandeep S.RANDHAWA,Ravi P.SINGH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2019(03)
[3]转录组测序技术的研究和应用进展[J]. 崔凯,吴伟伟,刁其玉. 生物技术通报. 2019(07)
[4]植物油菜素内酯信号通路与植物免疫相关研究进展[J]. 王喆,王璐,宋旭明,金路,王霞,周国鑫. 安徽农业科学. 2019(04)
[5]综述高通量转录组测序技术在生物中的应用[J]. 孙墨可,孙晓文,田娟,董玉迪,郭来春,王春龙,张曼. 南方农机. 2018(19)
[6]植物中病毒诱导基因沉默技术的研究与应用进展[J]. 李姣,于宗霞,冯宝民. 分子植物育种. 2019(05)
[7]荧光定量PCR技术的原理及其在植物研究中的应用[J]. 黄小玲,张登,廖嘉明,欧阳昆唏. 安徽农业科学. 2018(25)
[8]黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测[J]. 李丹丹,高越,徐晓凤,玄元虎,曹远银,李天亚,姚远. 植物病理学报. 2019(02)
[9]油菜素内酯对稻梨孢菌的抑菌活性[J]. 王梦姣. 河南农业科学. 2017(12)
[10]植物蔗糖转运蛋白及其生理功能的研究进展[J]. 涂文睿,蔡昱萌,颜婧,卢江,张雅丽. 生物技术通报. 2017(04)
博士论文
[1]苹果蔗糖转运蛋白MdSUT2.2应答干旱和盐胁迫调控糖含量的分子机制[D]. 马齐军.山东农业大学 2018
[2]中国小（燕）麦秆锈病及Ug99遗传防控技术研究[D]. 李天亚.沈阳农业大学 2014
[3]我国小麦秆锈菌兼Ug99监测新体系建立及其品种抗病基因分析[D]. 李伟华.沈阳农业大学 2012
[4]小麦秆锈菌小种Ug99入侵的基因防控及相关机理研究[D]. 韩建东.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]基于转录组测序的小麦抗秆锈病机制初步探究[D]. 廖凯.沈阳农业大学 2018
[2]北方小檗的锈子器与小麦秆锈菌小种及其抗源鉴定研究[D]. 徐晓凤.沈阳农业大学 2016
[3]24-表油菜素内酯诱导葡萄抵抗霜霉病和灰霉病的研究[D]. 刘庆.西北农林科技大学 2016
[4]基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因[D]. 郑永杰.南京农业大学 2015
本文编号：3307785
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
–12020年Ug99及其变异小种的分布（Singhetal.,2015；Sridharetal.,2019）
第一章小麦秆锈病研究进展161.5分子生物学技术1.5.1分子标记技术分子标记（molecularmakers）有广义和狭义两者之分：广义上指可遗传同时可检测的蛋白质或DNA序列，狭义上指能够反映种群间或生物个体的基因组中差异的特异性DNA片段。从20世纪80年代低通量RFLP标记技术到21世纪初高通量阵列标记的应用，再到2010年高通量测序标记的广泛使用，30年来分子标记技术不断的发展和优化（图1–2）（Mir&Varshney,2012）。相关分子标记优缺点比较（表1.3）（徐晓凤，2016；王军等，2005）。图1–21980–2010年间分子标记的发展（Mir&Varshney,2012）Figure1–2Thedevelopmentofmolecularmarkersduring1980–2010(Mir&Varshney,2012)表1.3分子标记技术的比较（王军等,2005）Table1.3Comparisonofmoleculartechnologies(Wangetal.,2005)标记MakersRFLPSSRSTSRAPDCAPSAFLPSCARISSR主要原理限制性酶切Southem杂交PCR扩增特异PCR扩增随机PCR扩增PCR产物限制性酶切PCR产物特异PCR扩增PCR扩增核心技术电泳，分子杂交电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR电泳，PCR探针/引物来源特定序列DNA探针重复序列设计引物FFLP探针序列等9~10bp随机引物特异引物特定引物RAPD特征带设计引物重复序列设计引物基因区域单/低拷贝区重复序列单拷贝区整个基因组整个基因组整个基因组整个基因组重复序列间隔单拷贝区
第一章小麦秆锈病研究进展20virus,CbLCV）及非洲木薯花叶病毒（Africancassavamosaicvirus,ACMV），按载体自身特点可用于本生烟、番茄、拟南芥和木薯等基因沉默研究（Angell&Baulcombe,1997;Fofanaetal.,2004;Kjemtrupetal.,1998;Kumagaietal.,1995;Liuetal.,2002;Ratcliffetal.,2001;Turnageetal.,2002）。禾本科成功应用的VIGS载体有水稻东格鲁杆状病毒（Ricetungrobacilliformvirus,RTBV）、雀麦草花叶病毒（Bromemosaicvirus,BMV）及大麦条纹花叶病毒（Barleystripemosaicvirus,BSMV）可应用在水稻、小麦和大麦等禾本科作物上（Bennypauletal.,2012;Cakiretal.,2010）。BSMV属于大麦RNA病毒的一种，由α、β和γ三部分构成（Pettyetal.,1990）。γ部分通常用作构建BSMV–VIGS载体，一种是在γb部分上游引入克隆位点，Cheng等（2011）利用此方法，同时在γb部分编码区插入一个LIC（Ligationindependentcloning）位点（图1–3），在双子叶植物本生烟和单子叶植物大麦、小麦和二穗短柄草（Brachypodiumdistachyon）中可以有效的沉默八氢番茄红素脱氢酶（Phytoenedesaturase,PDS）等基因。图1–3本研究所用的BSMV的载体构建（Chenetal.,2011）Figure1–3VectorconstructionofBSMVusedinthisstudy(Chenetal.,2011)
【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦常规育种技术概述及应用[J]. 安霞,张海军,蒋方山,吕连杰,陈军,牟群,韩明明. 中国种业. 2019(12)
[2]Progress in breeding for resistance to Ug99 and other races of the stem rust fungus in CIMMYT wheat germplasm[J]. Sridhar BHAVANI,David P.HODSON,Julio HUERTA-ESPINO,Mandeep S.RANDHAWA,Ravi P.SINGH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2019(03)
[3]转录组测序技术的研究和应用进展[J]. 崔凯,吴伟伟,刁其玉. 生物技术通报. 2019(07)
[4]植物油菜素内酯信号通路与植物免疫相关研究进展[J]. 王喆,王璐,宋旭明,金路,王霞,周国鑫. 安徽农业科学. 2019(04)
[5]综述高通量转录组测序技术在生物中的应用[J]. 孙墨可,孙晓文,田娟,董玉迪,郭来春,王春龙,张曼. 南方农机. 2018(19)
[6]植物中病毒诱导基因沉默技术的研究与应用进展[J]. 李姣,于宗霞,冯宝民. 分子植物育种. 2019(05)
[7]荧光定量PCR技术的原理及其在植物研究中的应用[J]. 黄小玲,张登,廖嘉明,欧阳昆唏. 安徽农业科学. 2018(25)
[8]黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测[J]. 李丹丹,高越,徐晓凤,玄元虎,曹远银,李天亚,姚远. 植物病理学报. 2019(02)
[9]油菜素内酯对稻梨孢菌的抑菌活性[J]. 王梦姣. 河南农业科学. 2017(12)
[10]植物蔗糖转运蛋白及其生理功能的研究进展[J]. 涂文睿,蔡昱萌,颜婧,卢江,张雅丽. 生物技术通报. 2017(04)
博士论文
[1]苹果蔗糖转运蛋白MdSUT2.2应答干旱和盐胁迫调控糖含量的分子机制[D]. 马齐军.山东农业大学 2018
[2]中国小（燕）麦秆锈病及Ug99遗传防控技术研究[D]. 李天亚.沈阳农业大学 2014
[3]我国小麦秆锈菌兼Ug99监测新体系建立及其品种抗病基因分析[D]. 李伟华.沈阳农业大学 2012
[4]小麦秆锈菌小种Ug99入侵的基因防控及相关机理研究[D]. 韩建东.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]基于转录组测序的小麦抗秆锈病机制初步探究[D]. 廖凯.沈阳农业大学 2018
[2]北方小檗的锈子器与小麦秆锈菌小种及其抗源鉴定研究[D]. 徐晓凤.沈阳农业大学 2016
[3]24-表油菜素内酯诱导葡萄抵抗霜霉病和灰霉病的研究[D]. 刘庆.西北农林科技大学 2016
[4]基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因[D]. 郑永杰.南京农业大学 2015
本文编号：3307785
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