早稻品种稻瘟病抗性基因检测及中早39稻瘟病抗性改良

发布时间：2024-01-20 18:12

　　早稻在保障我国粮食安全中具有重要的地位,稻瘟病是威胁早稻生产的主要病害。生产实践证明,创制、培育和种植早稻抗性品种是防控稻瘟病最有力的措施。本文在对中早39、中嘉早17等155份早稻品种及育种材料进行稻瘟病抗性基因检测及表型鉴定的基础上,重点对中早39进行稻瘟病抗性改良,通过分子标记辅助选择的方法将Pi25导入中早39中,同时采用CRISPR-Cas9技术对中早39中的抗性负调控因子OsERF922进行定点编辑,以期定向改良中早39稻瘟病抗性。主要研究结果如下:1.供试材料为155份早稻品种及育种材料(包括65份在1984-2020年间审定的早稻品种,90份育种材料),利用18个稻瘟病主效抗性基因的功能标记鉴定各基因在供试材料中的分布,并对基因型与田间表型数据进行关联分析。结果表明:供试材料中Pi36、Pikp、Ptr的抗性等位基因频率均为100%,Pi25和pi21的抗性等位基因频率为0,供试材料携带的基因数范围为7-14个。表型鉴定结果显示大多数抗性品种都聚集在包含从2011年-至今审定的19个水稻品种以及71份育种材料的群体III中。关联分析结果显示5个稻瘟病抗性基因(Pi2,P...

【文章页数】：83 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 早稻在我国粮食生产中的地位和作用
        1.1.1 早稻的特点
        1.1.2 早稻的作用
    1.2 水稻稻瘟病研究进展
        1.2.1 稻瘟病病原及防控
        1.2.2 植物抗病免疫机制
        1.2.3 稻瘟病抗性类型及抗性基因分布
        1.2.4 无毒基因的定位与克隆
    1.3 稻瘟病抗性基因在育种上的应用
        1.3.1 细胞工程技术在稻瘟病抗性育种中的应用
        1.3.2 基因工程技术在稻瘟病抗性育种中的应用
        1.3.3 分子标记辅助选择在稻瘟病抗性育种中的应用
        1.3.4 靶基因调控育种
    1.4 本研究的目的与意义
第二章 早稻品种稻瘟病抗性基因检测
    2.1 实验材料
        2.1.1 水稻品种
        2.1.2 供试菌株
    2.2 实验方法
        2.2.1 水稻材料田间种植
        2.2.2 菌株的培养及菌液的制备
        2.2.3 大田注射接种与调查
        2.2.4 引物的选择和合成
        2.2.5 水稻基因组DNA提取
        2.2.6 PCR扩增反应及琼脂糖凝胶电泳
        2.2.7 数据分析
    2.3 结果与分析
        2.3.1 水稻材料的抗性鉴定
        2.3.2 稻瘟病抗性基因的遗传多样性
        2.3.3 Cluster分析与主坐标分析
        2.3.4 遗传关联分析
        2.3.5 群体结构分析
        2.3.6 分子变异方差分析
    2.4 讨论
第三章 分子标记辅助选择定向改良中早39稻瘟病抗性
    3.1 实验材料
        3.1.1 水稻品种
        3.1.2 供试菌株
    3.2 实验方法
        3.2.1 群体构建与选择
        3.2.2 回交后代群体目的基因的检测
        3.2.3 分子标记
        3.2.4 抗性表型鉴定
        3.2.5 农艺性状考查
        3.2.6 系谱组成和抗性位点分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 抗稻瘟病新品系中早39-Pi25的选育
        3.3.2 候选株系的稻瘟病抗性表现
        3.3.3 分子标记辅助选择
        3.3.4 系谱分析和抗性位点关联分析
        3.3.5 抗稻瘟病基因Pi25导入对中早39农艺性状的影响
    3.4 讨论
第四章 利用CRISPR-Cas9 技术定向改良中早39 稻瘟病抗性
    4.1 实验材料
        4.1.1 水稻品种
        4.1.2 供试稻瘟病菌株
        4.1.3 质粒载体和菌株
    4.2 实验方法
        4.2.1 扩增中早39中的目的基因且测序比较
        4.2.2 gRNA靶位点的选择
        4.2.3 CRISPR-Cas9 靶位点载体构建
        4.2.4 水稻植株DNA的抽提及靶位点变异检测
        4.2.5 后代植株无转基因成分检测
        4.2.6 稻瘟病抗性鉴定
        4.2.7 水稻植株总RNA的抽提及反转录
    4.3 结果与分析
        4.3.1 中早39的OsERF922测序分析
        4.3.2 转基因植株的阳性检测
        4.3.3 转基因植株的靶位点突变情况
        4.3.4 无转基因成分的纯合株系筛选
        4.3.5 纯合突变体的抗性鉴定
    4.4 讨论
第五章 全文结论与讨论
    5.1 早稻品种稻瘟病抗性基因检测
    5.2 分子标记辅助选择定向改良中早39稻瘟病抗性
    5.3 利用CRISPR-Cas9 技术定向改良中早39 稻瘟病抗性
参考文献
附录 A
附录 B
附录 C
致谢
作者简历



本文编号：3881312