利用短柄草T-DNA插入突变体库筛选鉴定小麦赤霉病抗性相关基因

发布时间：2022-12-03 19:17

　　小麦赤霉病主要是由禾谷镰刀菌引起的一种穗部真菌病害,严重威胁着小麦产量和品质安全。但是由于小麦基因组的复杂性以及遗传转化难、生长周期长、缺少合适的模式植物等问题,抗病机理研究进程缓慢。二穗短柄草作为温带禾本科新型模式植物,与小麦的亲缘关系较近,已有研究已经证明其与禾谷镰刀菌可以相互作用,而且已经构建了大量T-DNA插入突变体库。前期实验室已经探索证实二穗短柄草Bd21可以评估赤霉病II型抗性。本研究旨在通过筛选6000份二穗短柄草T-DNA插入突变体库,找到与赤霉病抗性相关的基因,以此为研究基础,探索赤霉病抗病机理,分析抗病相关的信号通路,以期挖掘出具有潜力的抗赤霉病基因,奠定小麦抗赤霉病分子育种基础,具体结果如下:1.本研究利用6000份短柄草T-DNA插入突变体,筛选禾谷镰刀菌抗性相关基因。结合前期课题组研究基础,我们最终确定在温度23℃,相对湿度在60%-65%左右的条件下,禾谷镰刀菌菌丝可以在离体叶片上充分生长,又不至于延展太快而影响表型筛选,从而创建高通量离体叶片筛选体系。2.通过高通量短柄草离体叶片赤霉病抗性鉴定,本研究最终确定了145份突变体材料,可能携带赤霉病抗性相关基... 

【文章页数】：53 页

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中文摘要
Abstract
1 引言
    1.1 小麦赤霉病概况
        1.1.1 小麦赤霉病的病害特征
        1.1.2 小麦赤霉病的抗病类型
        1.1.3 小麦赤霉病抗病机制研究进展
        1.1.4 分子水平抗赤霉病机理的研究进展
        1.1.5 抗赤霉病QTL研究
    1.2 二穗短柄草研究现状
        1.2.1 二穗短柄草的生物学特性
        1.2.2 二穗短柄草的基因组学研究
    1.3 T-DNA插入突变体
    1.4 全基因组重测序技术研究进展
    1.5 本研究的目的意义
2 材料与方法
    2.1 材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 试验地点
        2.1.3 菌株与质粒
        2.1.4 酶及生化试剂
        2.1.5 PCR引物
        2.1.6 主要溶液和培养基配制
        2.1.7 主要仪器
    2.2 方法
        2.2.1 禾谷镰刀菌的培养及短柄草对禾谷镰刀菌的抗性鉴定
            2.2.1.1 禾谷镰刀菌的培养
            2.2.1.2 离体叶片鉴定短柄草对禾谷镰刀菌的抗性
            2.2.1.3 单花滴注鉴定短柄草对禾谷镰刀菌的抗性
        2.2.2 DNA提取
            2.2.2.1 DNA提取步骤
            2.2.2.2 CTAB试剂的配制
            2.2.2.3 琼脂糖凝胶电泳相关溶液配制及流程
        2.2.3 反向PCR鉴定侧翼序列
            2.2.3.1 基因组酶切反应
            2.2.3.2 T4连接酶连接
            2.2.3.3 巢式PCR扩增
            2.2.3.4 目的核酸片段的纯化回收
            2.2.3.5 回收产物与T载体连接
            2.2.3.6 热激法转化E.coli感受态细胞
            2.2.3.7 普通质粒小量提取
        2.2.4 短柄草基因组重测序
        2.2.5 基因组数据比对
3 结果与分析
    3.1 短柄草高通量离体叶片赤霉病筛选体系的建立
    3.2 短柄草T-DNA插入突变体表型分离
    3.3 短柄草T-DNA插入突变体禾谷镰刀菌抗性筛选鉴定
    3.4 反向PCR鉴定T-DNA侧翼序列
    3.5 感病突变体全基因组重测序分析
        3.5.1 插入片段位置分析
        3.5.2 基因序列验证
        3.5.3 基因功能分析
4 讨论
    4.1 短柄草T-DNA插入突变体库的应用
    4.2 短柄草T-DNA插入突变体库的筛选
    4.3 重测序结果分析
5 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]小麦抗赤霉病研究现状与展望[J]. 张爱民,阳文龙,李欣,孙家柱.  遗传. 2018(10)
[2]模式植物二穗短柄草在禾本科作物与病原互作研究中的应用[J]. 张文俊,李俊敏,陈锋.  中国植保导刊. 2018(05)
[3]植物基因组测序的研究进展[J]. 陈勇,柳亦松,曾建国.  生命科学研究. 2014(01)
[4]中国小麦赤霉病的危害及抗性遗传改良[J]. 程顺和,张勇,别同德,高德荣,张伯桥.  江苏农业学报. 2012(05)
[5]禾谷镰刀菌在小麦穗部侵染过程的细胞学研究[J]. 康振生,黄丽丽,H.BUCHENAUER,韩青梅,蒋选利.  植物病理学报. 2004(04)

博士论文
[1]小麦赤霉病Ⅱ型抗性机理研究及相关基因的功能鉴定[D]. 赵兰飞.山东农业大学 2016
[2]小麦抗赤霉病相关基因的克隆及功能分析[D]. 马信.山东农业大学 2014
[3]T-DNA标签在水稻基因组中的分布与特征[D]. 陈双燕.浙江大学 2003

硕士论文
[1]利用短柄草研究小麦抗赤霉病体系的建立及应用[D]. 郭秀秀.山东农业大学 2016
[2]山东小麦赤霉病菌的种群组成和毒素化学型鉴定及对杀菌剂的敏感性分析[D]. 高先悦.山东农业大学 2016



本文编号：3706819