马铃薯晚疫病抗性基因Rpi-blb2基因家族进化分析

发布时间：2017-05-29 23:10

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【摘要】：马铃薯晚疫病是马铃薯最主要最严重的病害之一。马铃薯抗晚疫病基因Rpi-blb2是已鉴定的一个具有广谱抗性的NBS-LRR类型的基因。该基因与其余两个NBS-LRR类型的抗病基因Mi-1.2和Cami构成了一个非常特殊的植物抗性基因家族,这3个基因在3种不同的茄科植物寄主中能够抵抗4个亲缘关系较远的病原菌和害虫。为了解释这种现象,我们对这一基因家族展开了一系列的研究。首先我们从辣椒,番茄和马铃薯的基因组中得到这一基因家族的同源基因。这个基因家族在不同物种中拷贝数目差异较大,同时物种之间和物种内核苷酸差异度也很大。为了获得这个家族中更多的关于抗性基因的信息,我们从16个野生品种和栽培马铃薯品种中克隆了121个Rpi-blb2基因的LRR区域并从分子水平上对其进行了遗传进化分析。研究发现,LRR同源序列之间存在频繁的拷贝数目变异和高差异度的现象。此外,种内之间的差异度能够达到种间差异度的水平,同时,在这些LRR区域我们还检测到频繁的移码突变和大量的基因转换事件。我们的研究发现Rpi-blb2这个基因家族含有非常丰富的遗传变异,尤其是在LRR区域。与其他已报道的例子相结合,我们推测同一基因家族中抗性基因对多种不同病原菌产生抗性有可能是一个普遍现象。本研究为对多重抗性的抗病基因家族的研究提供了一个示例,同时为探索和鉴定更多新的抗病基因提供了有力的线索。
【关键词】：植物抗性基因 Rpi-blb2 LRR区域
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.32
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章：绪论-马铃薯晚疫病抗病基因研究综述8-20
• 1.1 前言8-9
• 1.2 马铃薯晚疫病的概述9-10
• 1.3 马铃薯晚疫病抗性基因的特点10-14
• 1.3.1 植物抗病基因的分类10-12
• 1.3.2 已鉴定马铃薯抗晚疫病基因12-14
• 1.4 马铃薯晚疫病抗性基因的免疫反应14-17
• 1.4.1 分子模式诱导的免疫反应14-16
• 1.4.2 效应因子诱导的免疫反应16-17
• 1.5 马铃薯晚疫病抗性基因的遗传进化分析17-18
• 1.6 本研究的背景、目的和意义18-20
• 第二章：马铃薯晚疫病抗性基因Rpi-blb2基因家族进化分析20-35
• 2.1 引言20-21
• 2.2 材料与方法21-24
• 2.2.1 数据收集和Rpi-blb2同源基因的鉴定21-22
• 2.2.2 植物材料22
• 2.2.3 PCR扩增和DNA序列鉴定22-23
• 2.2.4 序列比对和系统进化树分析23-24
• 2.3 结果24-32
• 2.3.1 茄科中Rpi-blb2同源基因的特征24-25
• 2.3.2 马铃薯、番茄和辣椒中Rpi-blb2同源基因的系统进化分析25-26
• 2.3.3 马铃薯中LRR区域的核苷酸多态性分析26-29
• 2.3.4. LRR区域受到多样性选择的作用29-32
• 2.4. 讨论32-34
• 2.4.1. 种内和种间拷贝数目的差异32
• 2.4.2 LRR区域的多样性选择32-33
• 2.4.3 新抗病基因的预测33-34
• 2.5. 结论34-35
• 参考文献35-49
• 致谢49-50
• 附录50-55

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本文编号：405900