抗赤霉病RNA干扰片段的鉴定及转玉米VP1基因小麦的抗穗发芽机理

发布时间：2021-09-24 22:03

　　小麦赤霉病是我国小麦生产上的重要病害,不仅严重降低产量,还产生真菌毒素。抗病资源匮乏是赤霉病未能得到有效控制的重要原因之一。穗发芽是我国小麦主产区的重要灾害,穗发芽导致产量、品质及种子活力降低。转玉米Vp1基因可提高小麦的穗发芽抗性,但其调控机理仍不十分清楚。本研究包括两部分工作。在第一部分中,鉴定了4个赤霉菌基因RNAi片段（Chs7-3,Chs7-4,Gls-6和Myo II-14）,体外转录的双链RNA,能高效抑制赤霉病致病菌禾谷镰刀菌生长。将这些RNAi片段及赤霉菌其它基因的RNAi片段,与颖壳特异启动子Lem2或组成型启动子Ubiquitin结合,经农杆菌介导转入小麦品种,筛选获得转基因小麦株系25个,接种鉴定其赤霉病抗性的结果如下:1.转Lem2驱动的Chs7-3-Chs7-4小麦温室花期接种表明,T5代2个转基因株系（YULC2和YCLC）比未转化扬麦158对照的赤霉病抗性显著提高37%-43%;T6代田间花期接种鉴定中,3个株系（YULC2、YULC4和YCLC）比未转化扬麦158对照的抗性显著提高37%-49%,麦粒毒素含量降低53%-92%。2.转Ubiquitin... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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小麦赤霉病病穗（A）及我国小麦赤霉病在1990年代中期之前的分布（Chenetal2000）（B）

华中农业大学2019届博士研究生学位论文2较低、危害较轻（图1，橘色区域）；在北方麦区，多为偶尔发病区域（图1，黄色区域）。但是，近年来随着全球气候变暖，以及农田耕作制度变化，水稻-小麦、玉米-小麦轮作以及秸秆还田等措施推广应用，导致小麦赤霉病发生流行频率越来越高，2000年以来长江中下游小麦赤霉病已经大流行7次，严重发病的很多田块颗粒无收。同时，小麦赤霉病流行已向过去很少发病的北方小麦主产区扩展（袁淑杰等，2007），一些过去属于轻度流行区域如黄淮流域的河南、山东等小麦主产区，现在也发病非常严重；黄淮麦区和关中麦区，近年也曾发生小麦赤霉病特大流行，一些黄淮麦区田块发病极为严重，造成大面积减产。因此，赤霉病已成为广泛影响我国小麦生产，以及食品安全的重要因素，目前尚未能得到有效控制。AB图1小麦赤霉病病穗（A）及我国小麦赤霉病在1990年代中期之前的分布（Chenetal2000）（B）Fig.1WheatspikewithFusariumheadblightdisease(A)anddistributionofwheatscabinChinabeforethemid-1990s(Chenetal2000)(B)绿色：严重流行区域；橘色：轻度流行区域；黄色：偶尔流行区域

华中农业大学2019届博士研究生学位论文4禾谷镰刀菌产生的毒素主要包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON）、雪腐镰刀菌烯醇（Nivalenol,NIV），以及它们的衍生物3-乙酰基-DON（3-acetyl-deoxynivalenol,3-Ac-DON）和15-乙酰基-DON（15-acetyl-deoxynivalenol,15-Ac-DON）等，这些毒素在禾谷镰刀菌致病过程中具有重要作用。侵染我国麦类作物的禾谷镰刀菌中，约80%产生DON毒素，20%产生NIV毒素，所以DON是污染我国小麦的主要真菌毒素（Yangetal2018;Zhangetal2007）。DON也是世界上污染量最大、污染范围最广的真菌毒素。Zhang等化学测定了湖北省2009年14个区域收获的小麦籽粒的镰刀菌毒素，含量分布为0.59-15.28mg/kg，其中12个区域的样品超标（≥1mg/kg），有的超过规定限量达10倍以上（Zhangetal2013）。Dong等（2017）于2015和2016年收集江苏11个不同小麦样品，化学测定毒素结果表明，小麦籽粒的DON毒素含量平均分别为2.87mg/kg（2015）和2.6mg/kg（2016）。同时，收获的麦粒在储藏过程中毒素含量还会进一步增加（Yuanetal2018）。DON、图2禾谷镰刀菌生活周期（Trail2009）（左上角：PDA上的菌丝）Fig.2LifecycleofFusariumgraminearum(Trail2009)


本文编号：3408513