基于遗传学和转录组学筛选水稻抗纹枯病相关基因的研究
发布时间：2021-06-11 01:59
水稻（Oryza sativa L.）是主要的粮食作物之一,为世界近半数人口提供口粮。水稻纹枯病是由立枯丝核菌（Rhizoctonia solani Kühn）引起的真菌性病害,是我国水稻三大病害之一,威胁水稻产量,严重时可造成减产达50%。目前化学防治仍是控制水稻纹枯病的主要方法,因此,筛选抗性持久稳定的水稻品种,研究水稻响应纹枯病菌胁迫的机制,挖掘抗病相关基因是开展水稻抗病育种的前提。本研究基于水稻Ds插入突变群体筛选水稻抗纹枯病相关基因并初步探究高抗品种的抗病机制,并通过转录组分析方法对水稻响应纹枯病菌的差异表达基因进行了筛选和分类分析。主要结果如下:1.用于建立群体的起始水稻品系（Ds-s）中Ds插入在1号染色体中未编码基因的区域,接种纹枯病菌证实,Ds-s纯合品系与野生型对照Dongjin呈现类似的感病症状。利用Ds-s纯合水稻种子并通过组织培养获得300个子代（Regeneration 1）R1杂合体,并自交获得R2纯合群体。通过Southern印迹杂交实验表明300个子代中Ds插入位点具有多态性。2.对300个R2代Ds插入突变系,利用离体叶片法接种R.solani AG...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物光受体及植物对光的反应（Sullivan&Deng,2003）
沈阳农业大学硕士学位论文19图2-1.Ac/Ds基因结构及Ds起始株系表型A.Ac/Ds基因结构：含有35S启动子序列驱动的AccDNA；含有BAR和GUSDNA片段的Ds质粒B.Ds基因插入位点C.Ds起始株系纯合子与野生型植株接种水稻立枯丝核菌3d后，叶片表面表型观察。D.病斑面积占叶片面积的百分比Figure2-1TheAc/DsconstructsandtheresponseofstarterlinetosheathblightdiseaseA:The35SpromotersequenceinAcconstructdrivesthecDNAofAc.TheDsplasmidharboringtheBARandGUSDNAfragments.B:DsgeneinsertionsiteC:Thesymptomsobservedontheleafsurfaceafterthreedaysofinoculatingone-month-oldDongjinwild-typeandDsstarterlinehomozygotes(Ds-shomo)withR.solani.D:Lesionareacalculatedasapercentageofthetotalleafarea.2.3.2Ds在染色体上的跳跃活性此外，我们通过对Ds-s纯合子种子进行组织培养来扩大Ds标记种群。在再生过程中，Ds元素从其原始插入位点（Ori.Ds）转座至染色体上的其他位点（t.Ds）（Kimetal.,2004）（图2-2.A）。Southern印迹杂交结果显示，与携带Ds单个拷贝的Ds-s同株系植物相比，再生植株中的Ds表现出不同的多态性，这表明Ds是主动转移到其他位点，并且携带单一的Ds插入（图2-2.B）。本研究中共获得了300个R1再生植株，并在自交后产生了300个R2株系。从每个R1植物中收获的30个R2种子催芽培养，并在水稻生长一月后用离体叶片接种法接种R.solaniAG1-IA以筛选抗病或感病植物（图2-2.C,D）。
第二章水稻Ds插入突变群体建立及对纹枯病的抗性鉴定20图2-2Ds插入突变体的产生与分析A.该模型表示Ds从原始（Ori.Ds）插入位点转移到其他位点（t.Ds）B.GUS探针对Ds-shomo及其突变体进行Southern杂交分析C.再生株系R1植株产生R2株系，及对R.solaniAG1-IA抗性易感性分析D.接种R.solaniAG1-IA前后的水稻叶片Figure2-2GenerationandanalysisoftheDsinsertionmutantsA.ThemodelrepresentsthetranslocationofDsontotheothersites(t.Ds)fromtheoriginal(Ori.Ds)insertionsite.B.SouthernblotanalysisofDs-shomofromregenerationtodetecttheDspolymorphismwiththeaidofaGUSprobe.C.ThegenerationofR2plantsfromR1lines,andtheanalysisofresistantorsusceptiblelineafterinoculateR.solaniAG1-IA.D.TheleavesofricebeforeandafterR.solaniAG1-IAinoculation.2.3.3水稻Ds插入突变体抗病性鉴定利用离体叶片接种法对300个R2株系（9000个R2植物）接种R.solaniAG1-IA，并通过统计每个叶片上病斑面积所占据比例，评价水稻病级（Savary&Mew，1996;Venuetal.,2007）。结果表明，两个R2株系（0.67%）对水稻纹枯病表现出易感性，而另外两个R2株系（0.67%）对水稻纹枯病表现出较强的抗性。此外，23株突变株（7.6%）表现出中等抗性，其余273株（91%）接种水稻纹枯病菌后与野生型对照植物（DJ）相比无显著性差异，为正常发病组（图2-3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究[J]. 薛芗,冯志明,曹文磊,王雨,陈宗祥,马玉银,张亚芳,潘学彪,左示敏. 植物病理学报. 2020(04)
[2]水稻与纹枯病菌互作中免疫相关基因的表达研究[J]. 刘列,秦蔚,孙玚,刘欣茹,罗琼,韩光煜,李成云,杨根华,董文汉. 云南农业大学学报(自然科学). 2019(05)
[3]水稻栽培技术对稻米品质的影响研究[J]. 张洪涛. 农家参谋. 2019(12)
[4]转录组测序的发展和应用[J]. 王楚彪,卢万鸿,林彦,罗建中. 桉树科技. 2018(04)
[5]水稻Ds标记的矮秆突变体的分子鉴定[J]. 郭妍妍,赵丁丁,孙丙耀. 江苏农业科学. 2018(16)
[6]水稻抗纹枯病育种研究及展望[J]. 张国伟,王中源. 四川农业科技. 2018(03)
[7]水稻不同类群品种间的纹枯病抗性评价和抗病新种质筛选[J]. 左示敏,陈天晓,邹杰,康厚祥,李前前,张亚芳,陈宗祥,陈夕军,刘文德,王国梁,潘学彪. 植物病理学报. 2014(06)
[8]利用二代测序技术高通量分析水稻品种间抗病性差异的分子基础[J]. 刘永振,李构思,王晓宇,韩靖鸾,苏菁,朱小源,陈乐天. 西北植物学报. 2014(09)
[9]水稻基因组上一个Ds切离及其双位点插入行为的分子鉴定[J]. 赵丁丁,乔中英,程孝,王建平,焦翠翠,孙丙耀. 遗传. 2014(12)
[10]水稻纹枯病的病理学特性与防治方法[J]. 李明桃. 农业灾害研究. 2012(05)
博士论文
[1]广西水稻纹枯病菌的遗传差异研究[D]. 胡春锦.广西大学 2007
硕士论文
[1]水稻响应纹枯病菌侵染的转录组分析与离体叶片抗纹枯病接种方法的研究[D]. 马晨燕.浙江师范大学 2016
本文编号：3223573
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物光受体及植物对光的反应（Sullivan&Deng,2003）
沈阳农业大学硕士学位论文19图2-1.Ac/Ds基因结构及Ds起始株系表型A.Ac/Ds基因结构：含有35S启动子序列驱动的AccDNA；含有BAR和GUSDNA片段的Ds质粒B.Ds基因插入位点C.Ds起始株系纯合子与野生型植株接种水稻立枯丝核菌3d后，叶片表面表型观察。D.病斑面积占叶片面积的百分比Figure2-1TheAc/DsconstructsandtheresponseofstarterlinetosheathblightdiseaseA:The35SpromotersequenceinAcconstructdrivesthecDNAofAc.TheDsplasmidharboringtheBARandGUSDNAfragments.B:DsgeneinsertionsiteC:Thesymptomsobservedontheleafsurfaceafterthreedaysofinoculatingone-month-oldDongjinwild-typeandDsstarterlinehomozygotes(Ds-shomo)withR.solani.D:Lesionareacalculatedasapercentageofthetotalleafarea.2.3.2Ds在染色体上的跳跃活性此外，我们通过对Ds-s纯合子种子进行组织培养来扩大Ds标记种群。在再生过程中，Ds元素从其原始插入位点（Ori.Ds）转座至染色体上的其他位点（t.Ds）（Kimetal.,2004）（图2-2.A）。Southern印迹杂交结果显示，与携带Ds单个拷贝的Ds-s同株系植物相比，再生植株中的Ds表现出不同的多态性，这表明Ds是主动转移到其他位点，并且携带单一的Ds插入（图2-2.B）。本研究中共获得了300个R1再生植株，并在自交后产生了300个R2株系。从每个R1植物中收获的30个R2种子催芽培养，并在水稻生长一月后用离体叶片接种法接种R.solaniAG1-IA以筛选抗病或感病植物（图2-2.C,D）。
第二章水稻Ds插入突变群体建立及对纹枯病的抗性鉴定20图2-2Ds插入突变体的产生与分析A.该模型表示Ds从原始（Ori.Ds）插入位点转移到其他位点（t.Ds）B.GUS探针对Ds-shomo及其突变体进行Southern杂交分析C.再生株系R1植株产生R2株系，及对R.solaniAG1-IA抗性易感性分析D.接种R.solaniAG1-IA前后的水稻叶片Figure2-2GenerationandanalysisoftheDsinsertionmutantsA.ThemodelrepresentsthetranslocationofDsontotheothersites(t.Ds)fromtheoriginal(Ori.Ds)insertionsite.B.SouthernblotanalysisofDs-shomofromregenerationtodetecttheDspolymorphismwiththeaidofaGUSprobe.C.ThegenerationofR2plantsfromR1lines,andtheanalysisofresistantorsusceptiblelineafterinoculateR.solaniAG1-IA.D.TheleavesofricebeforeandafterR.solaniAG1-IAinoculation.2.3.3水稻Ds插入突变体抗病性鉴定利用离体叶片接种法对300个R2株系（9000个R2植物）接种R.solaniAG1-IA，并通过统计每个叶片上病斑面积所占据比例，评价水稻病级（Savary&Mew，1996;Venuetal.,2007）。结果表明，两个R2株系（0.67%）对水稻纹枯病表现出易感性，而另外两个R2株系（0.67%）对水稻纹枯病表现出较强的抗性。此外，23株突变株（7.6%）表现出中等抗性，其余273株（91%）接种水稻纹枯病菌后与野生型对照植物（DJ）相比无显著性差异，为正常发病组（图2-3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究[J]. 薛芗,冯志明,曹文磊,王雨,陈宗祥,马玉银,张亚芳,潘学彪,左示敏. 植物病理学报. 2020(04)
[2]水稻与纹枯病菌互作中免疫相关基因的表达研究[J]. 刘列,秦蔚,孙玚,刘欣茹,罗琼,韩光煜,李成云,杨根华,董文汉. 云南农业大学学报(自然科学). 2019(05)
[3]水稻栽培技术对稻米品质的影响研究[J]. 张洪涛. 农家参谋. 2019(12)
[4]转录组测序的发展和应用[J]. 王楚彪,卢万鸿,林彦,罗建中. 桉树科技. 2018(04)
[5]水稻Ds标记的矮秆突变体的分子鉴定[J]. 郭妍妍,赵丁丁,孙丙耀. 江苏农业科学. 2018(16)
[6]水稻抗纹枯病育种研究及展望[J]. 张国伟,王中源. 四川农业科技. 2018(03)
[7]水稻不同类群品种间的纹枯病抗性评价和抗病新种质筛选[J]. 左示敏,陈天晓,邹杰,康厚祥,李前前,张亚芳,陈宗祥,陈夕军,刘文德,王国梁,潘学彪. 植物病理学报. 2014(06)
[8]利用二代测序技术高通量分析水稻品种间抗病性差异的分子基础[J]. 刘永振,李构思,王晓宇,韩靖鸾,苏菁,朱小源,陈乐天. 西北植物学报. 2014(09)
[9]水稻基因组上一个Ds切离及其双位点插入行为的分子鉴定[J]. 赵丁丁,乔中英,程孝,王建平,焦翠翠,孙丙耀. 遗传. 2014(12)
[10]水稻纹枯病的病理学特性与防治方法[J]. 李明桃. 农业灾害研究. 2012(05)
博士论文
[1]广西水稻纹枯病菌的遗传差异研究[D]. 胡春锦.广西大学 2007
硕士论文
[1]水稻响应纹枯病菌侵染的转录组分析与离体叶片抗纹枯病接种方法的研究[D]. 马晨燕.浙江师范大学 2016
本文编号：3223573
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