Piz-t介导稻瘟病抗性的蛋白质组学分析及抗病基因座的应用

发布时间：2022-10-19 21:12

　　在所有水稻病害中,稻瘟病对水稻危害最大,人们对稻瘟病的研究也最深入。随着基因组序列研究的深入和分子遗传工具的应用,水稻与稻瘟病互作已成为研究植物-病原体相互作用的模式系统。然而,在水稻与稻瘟病互作的早期关键阶段,特别是关于水稻防御机制和分子过程,仍不清楚。伴随着蛋白质组学技术的发展,基于iTRAQ的定量蛋白质学已成为研究水稻与稻瘟病互作这一复杂分子过程的有力工具。然而,时至今日,关于稻瘟病菌与水稻互作的蛋白组尚缺乏足够可用的数据。目前,虽然在Pi2/9基因座上已克隆了Pi2、Pi9、Piz-t和Pigm等稻瘟病广谱高抗基因,也已经有人利用分子标记辅助选择技术将该基因座的个别基因应用到育种中;但所用的标记,要么是与目的基因存在一定的遗传距离的SSR标记,要么是不能真实反应基因本体的功能标记;这些标记应用在抗性育种中容易发生错选或漏选,不适合大规模分子育种。另外,由于可用标记的空缺,目前生产中用到的品种和育种材料在Pi2/9基因座的遗传信息,也尚难确定。因此,开发Pi2/9基因座上功能基因特异标记并用于育种具有重要意义。本研究采用基于iTRAQ的蛋白质组学、生物信息学、代谢组学和分子育种学... 

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文献综述
    1.1 植物-病原菌互作理论
        1.1.1 植物先天性免疫系统及其对病原物信号的识别转导
        1.1.2 效应子和NB-LRR
    1.2 稻瘟病害研究进展
        1.2.1 稻瘟病发病特点及防治
        1.2.2 稻瘟菌的遗传变异研究
        1.2.3 稻瘟病菌生理小种的分布及动态变化研究
        1.2.4 利用寄主遗传异质性防控稻瘟病菌的研究
    1.3 蛋白质组学在水稻与病原菌互作研究中的应用
        1.3.2 蛋白质分离技术
        1.3.3 蛋白质鉴定技术
        1.3.4 蛋白质定量技术
        1.3.5 蛋白质的生物信息学分析
        1.3.6 稻瘟病蛋白质组学研究进展
    1.4 抗稻瘟病水稻资源的筛选及应用
        1.4.1 抗源的发掘
        1.4.2 抗性资源在稻瘟病抗性基因克隆中的应用
        1.4.3 抗性资源在水稻育种中的应用
    1.5 Pi2/9基因座的特点及研究内容
第二章 Pi2/9基因座与稻瘟病菌互作的蛋白质组学分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 水稻材料及接种
        2.1.2 蛋白质的提取、酶解和iTRAQ标记
        2.1.3 SCX分级、LC-MS/MS质谱检测和蛋白质鉴定
        2.1.4 生物信息学分析
        2.1.5 代谢组学分析
        2.1.6 Western blot分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 接种后的NPB-Piz-t和日本晴受到稻瘟病侵染叶片表型和iTRAQ分析
        2.2.2 NPB-Piz-t感病反应和抗病反应的差异表达蛋白的比较
        2.2.3 对比日本晴接种KJ201、NPB-Piz-t接种RB22的NPB-Piz-t与KJ201反应的差异表达蛋白
        2.2.4 NPB-Piz-t抗病反应的特异差异表达蛋白
        2.2.5 RT-PCR分析gi|59800021表达模式
        2.2.6 NPB-Piz-t和NPB接种KJ201含硫代谢物的定量研究
        2.2.7 病程相关蛋白gi|20196、gi|55168113和gi|218199777的WesternBlot和qRT-PCR分析
    2.3 讨论
        2.3.1 NPB-Piz-t与KJ201和RB22反应差异表达蛋白涉及Piz-t表达识别与非识别稻瘟病菌无毒蛋白
        2.3.2 KJ201-Piz-t/CK-Piz-t和RB22-Piz-t/CK-Piz-t对比差异表达蛋白具有不同的表达特征
        2.3.3 NPB-Piz-t抗性反应的保守差异表达蛋白参与能量和抗性途径
        2.3.4 本章小结
    2.4 附表
第三章 Pi2/9基因座功能基因分子标记的建立及其应用
    3.1 材料与方法
        3.1.1 水稻材料与稻瘟病菌株
        3.1.2 稻瘟病菌接种与鉴定
        3.1.3 DNA提取
        3.1.4 DNA测序分析
        3.1.5 Pi2和Pi9基因特异性标记开发
        3.1.6 新开发标记的应用
        3.1.7 Pi9和Pi2改良系培育
        3.1.8 农艺性状考察及数据分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 Pi9基因NBS2-5'UTRInDel标记的开发
        3.2.2 Pi2的LRR区间CAPS标记开发
        3.2.3 利用Pi2和Pi2的F2分离群体接种验证Pi9-Pro和Pi2-LRR标记
        3.2.4 中国水稻品种(系)中Pi9、Pi2和Piz-t基因的鉴定
        3.2.5 含Pi2/Piz-t基因的15份水稻材料的抗性鉴定
        3.2.6 Pi9/Pi2基因的在抗性育种中的应用
    3.3 讨论
        3.3.1 水稻稻瘟病抗性育种及分子标记辅助育种的研究
        3.3.2 Pi9-Pro和Pi2-LRR标记的开发及其适用性
        3.3.3 Pi9和Pi2在育种中的应用前景
    3.4 本章小结
第四章 结论与创新点
    4.1 结论
    4.2 创新点
    4.3 下一步研究工作
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻稻瘟病抗性变化及抗性基因克隆的研究进展[J]. 刘海涛,徐倩,何炜,魏林艳,张建福,谢华安.  福建农业学报. 2016(05)
[2]抗稻瘟病Pi2/9/z-t基因特异性分子标记的开发[J]. 华丽霞,汪文娟,陈深,汪聪颖,曾烈先,杨健源,朱小源,苏菁.  中国水稻科学. 2015(03)
[3]分子标记在杂交粳稻育种上的应用现状及展望[J]. 牛付安,程灿,周继华,袁勤,储黄伟,曹黎明,罗忠永.  中国稻米. 2015(01)
[4]水稻稻瘟病防治方法研究进展[J]. 温小红,谢明杰,姜健,杨宝灵,邵艳龙,何伟,刘丽,赵毅.  中国农学通报. 2013(03)
[5]云南省稻瘟病菌群体遗传结构研究[J]. 刘振华,李晓菲,王园媛,陈涛,王云月.  云南农业大学学报(自然科学). 2013(01)
[6]2007～2011年黑龙江省稻瘟病菌生理小种鉴定[J]. 王桂玲,宋成艳,刘乃生,周雪松.  黑龙江农业科学. 2012(11)
[7]利用分子标记技术聚合Pi-1和Pi-2基因改良三系不育系荣丰A的稻瘟病抗性[J]. 柳武革,王丰,刘振荣,朱小源,李金华,黄慧君,廖亦龙,朱满山,付崇允,陈建伟.  分子植物育种. 2012(05)
[8]利用基因聚合技术改良一个优质水稻不育系的稻瘟病抗性[J]. 陈志伟,官华忠,王宗华,周元昌,潘润森,毛大梅,段远霖,吴为人.  福建农林大学学报(自然科学版). 2012(05)
[9]广西稻瘟病菌生理分化及对4个水稻品种的毒性测定[J]. 霍秀娟,李朝生,陆荣生,韩美丽.  南方农业学报. 2012(06)
[10]湖南稻瘟病菌遗传多样性分析[J]. 童建新,任佐华,刘毅雄,俞海,刘二明.  杂交水稻. 2012(03)

博士论文
[1]湖北省稻瘟病重发区病菌群体致病性分化及水稻抗瘟基因的分析[D]. 杨小林.华中农业大学 2012
[2]稻瘟病菌定向选择的分子证据和抗稻瘟病近等基因累加系的分子选育[D]. 何月秋.中国农业大学 1999

硕士论文
[1]粳稻两系不育系7001S中抗稻瘟病基因的精细定位和候选基因分析[D]. 杜勇.四川农业大学 2012



本文编号：3694112