亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记及品种资源对枯萎病的抗性评价

亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记及品种资源对枯萎病的抗性评价

薄天岳[1]2002年在《亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记及品种资源对枯萎病的抗性评价》文中研究表明亚麻(Linum usitatissimum L.)既是纤维作物,也是油料作物,其茎秆可以剥取高档纤维用于纺织业,籽粒可以榨制富含高不饱和脂肪酸的营养保健油品。随着人们生活水平的提高,发展亚麻生产显得越来越重要。但是,长期以来亚麻生产受到许多病害的影响,其中由亚麻锈病菌(Melampsora lini Ehrenb.Lev.)引起的亚麻锈病和山尖孢镰刀菌亚麻专化型(Fusarium oxysporm f. sp.Lini)引起的亚麻枯萎病(也叫亚麻萎蔫病)是亚麻生产中的两大主要病害。筛选和培育抗病品种是防治这两种病害最为有效的方法。开展亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记和品种资源的抗病鉴定评价工作,有助于建立亚麻分子标记辅助选择育种体系,获得更多的抗源材料,从而促进亚麻抗病遗传育种水平的显着提高。这方面工作在国内外都是刚刚起步,本文的创新研究内容和主要结论如下: 1、亚麻抗锈病基因M4的分子标记 用520个10碱基随机引物对美国引进的分别含有亚麻抗锈病基因M1、M2、M3、M4和M5的5个近等基因系材料及其轮回亲本Bison进行RAPD分析,其中2个引物OPA18和OPC06在含有M4基因的NM4材料中稳定地扩增出特异的DNA片段。用Bison与NM4杂交产生的F_2代分离群体进行的遗传连锁性分析表明,RAPD标记OPA18_(432)与M4基因紧密连锁,二者之间的遗传距离为2.1cM。将OPA18(_432)片断回收、克隆和测序,成功地将其转化为稳定性好、特异性强的SCAR标记。对不同抗源材料的扩增分析表明该标记是M4基因的特异标记。这一分子标记的建立为开展亚麻抗锈病分子标记辅助选择育种工作奠定了很好的基础,尤其是M4基因对我国主要的亚麻锈病菌系表现为高抗,因而更具有利用价值。经鉴定,作者育成的晋亚8号亚麻新品种能扩增出M4基因的特异标记,证明其携带有M4基因。 2、亚麻抗枯萎病基因FuJ7(t)的分子标记 用作者培育的高抗枯萎病亚麻品种晋亚7号与高感枯萎病品种晋亚1号配制杂交组合,接种鉴定其正反交F_1代以及F_2代分离群体的枯萎病发生情况,证明晋亚7号对枯萎病的抗性属于细胞核遗传,受2个显性基因控制。首次用48个EcoRI/MseI引物组合对两个亲本及其F_2代抗病和感病基因池进行AFLP分析,共扩增出约3300条可分辨的带,其中3条为稳定的差异。进一步用F_2代分离群体对3个特异条带与目的基因的遗传连锁性进行分析,发现特异条带AG/CAG与暂定名为FuJ7(t)的抗枯萎病基因紧密连锁,二者之间的遗传距离为5.2cM。 将AG/CAG片断口收、克隆和测序,又成功地转化为SCAR标记,可以更加方 便地用于对Fnd7(t基因的分于检测和辅助选择。 3、亚麻品种资源对枯颖的抗性瞅 利用作者创建的的亚麻枯萎病病圃,对508份国内外亚麻品种资源进行了抗 枯萎病的鉴定和评价,按照参试品种较统一感病对照发病率的降低率,把抗枯萎 病程度划分为高抗(HR)、中抗(MR)、低抗队R)、低感厂S卜中感(MS和高感*S) 共6个级别。各个级别的品种资源数分别为45、38、64、92、112和 157 分别 占到资源总数的 8.9%、7.5%、12.5%、18.1%、22*%和 30.9%。高、中抗资源加 起来才占 16.4%,可见我国现有的亚麻抗枯萎病品种资源仍很贫乏,需要不断选 育和引进更多的抗病品种。这次筛选出的高抗和中抗枯萎病资源中有41 份属于 首次报道,其中包括 13份国外引进品种、7份国内地方品种和 ZI份国内育成品 种。本项试验的完成为我国亚麻抗枯萎病育种工作的深入开展和品种资源的利用 提供了重要的资料和依据。一些重点抗源己成功地应用于亚麻抗枯萎病育种实 践。此外,试验证明,亚麻枯萎病病圃的病菌量大且分布均匀,适合对大量的亚 麻育种材料和品种资源进行抗枯萎病的鉴定和评价。

杨学[2]2013年在《亚麻枯萎病发生与防治初步研究》文中研究指明枯萎病是亚麻生产主要病害之一,在黑龙江省种麻区均有不同程度发生,一般发病率为20%-30%,严重可达50%以上。该病病情发展快,并有逐年加重趋势,严重影响了麻农种麻的积极性和生产厂家的经济效益。本文主要研究亚麻枯萎病病原菌生物学特性、枯萎病的发生规律、病原菌的敏感药剂筛选、枯萎病敏感药剂田间试验,结合亚麻生产的农艺措施,研究出亚麻枯萎病综合防治的技术措施。研究方法主要采取试验室病原菌分离、培养,筛选病原菌敏感药剂,盆栽、田间小区试验相结合,配合改善肥、水等条件,研究有效防治亚麻枯萎病的技术措施。主要结果如下:亚麻枯萎病病原菌菌丝生长和分生孢子萌发在10-35℃的温度范围内均可进行,其中菌丝生长和孢子产生的适宜温度范围为20~30℃:病原菌的致死温度为75℃1Omin;光照对菌丝生长无太大的影响,但不利于孢子的产生;pH2.0-9.0时,病原菌均可生长。在pH3.5-5.5之间生长较好,当pH小于3.5时,pH越小,其菌落直径越小、较稀薄,这说明随酸性增强菌丝生长受抑制加重。pH大于5.5时,pH越大,其菌落直径越小,这说明随碱性增强菌丝生长受抑制加重。从亚麻不同播种密度、施不同肥料及重迎茬等条件,分析亚麻枯萎病发生规律。明确了播种密度越大,枯萎病发生越严重;过剩的氮素增加亚麻枯萎病感染率,而氮、磷、钾合理搭配施用,有利于减轻亚麻枯萎病的发生:土壤湿度越大亚麻枯萎病发生越严重;亚麻重迎茬可使枯萎病加重,重茬年限越久发病就越严重。在对亚麻枯萎病病原菌敏感药剂进行室内筛选的基础上,选择效果较好的枯萎灵、代森锰锌、多菌灵、爱苗、根腐宁5种药剂作为试验材料进行田间药效试验。结果表明:对亚麻枯萎病防效最好的药剂是枯萎灵,用药剂按种子重0.3%拌种,防病效果可达85.0%,可使亚麻原茎增产13.4%,种子增产29.2%,长麻率增加2.1个百分点;其次是代森锰锌,防病效果达到83.3%。

邓欣[3]2013年在《亚麻分子标记的开发及产量相关性状的关联分析》文中认为我国是亚麻纤维加工和产品出口大国。由于国内亚麻品种单产低,亚麻纤维原料短缺,导致我国的麻纺产业近十年来严重依赖进口,提高亚麻品种的纤维产量成为亚麻育种的当务之急。本研究对来自38个国家和地区的535份亚麻种质的表型性状特征和遗传多样性进行分析,构建了包含182份亚麻种质的初级核心种质库,并对亚麻产量相关性状进行多重分析,确定构成亚麻纤维产量和种子产量的主要决定因子。同时利用亚麻基因组测序序列开发亚麻SSR分子标记,并利用SSR分子标记解析了亚麻核心种质的遗传多样性及群体结构;同时采用关联分析方法分析与产量相关性状显着关联的标记位点,为亚麻产量相关性状的基因定位、基因克隆和分子标记辅助育种等研究的开展奠定基础。主要结果如下:1.在亚麻基因组序列和EST序列中分别找到40435个和22665个SSR序列,SSR的分布频率分别为1/7.48kb,1/6.94kb,其中叁、二、单核苷酸重复单元序列是主导类型。大多数类型的genomic-SSRs平均重复次数比EST-SSRs的高。通过对genomic-SSRs位点进行比对分析,获得25142个genomic-SSRs位点,建立了包含19939对亚麻候选SSR引物的数据库,并从145对候选引物中筛选出新的多态性丰富的SSR引物61对。对91对EST-SSR及102对genomic-SSR引物进行多态性分析,发现genomic-SSRs较EST-SSRs多态性更好,复合型SSR多态性最好,在完美型SSR中以二核苷酸和六核苷酸的SSR多态性较好。2.对亚麻产量相关性状进行多重分析表明亚麻种子产量的主要决定因子依次为分枝数、开花日数、分枝习性,而纤维产量的主要决定因子依次为出麻率、株高、干茎制成率。3.亚麻的数量性状较质量性状表现出更为丰富的遗传多样性。9个地理来源群体的亚麻种质表型性状的遗传多样性以中国最高。基于表型性状的PCA分析可以把亚麻分为纤用及油用亚麻两个基因库。基于表型性状数据挑选出亚麻初级核心种质182份。4.利用193对SSR引物在亚麻核心种质中扩增出222个SSR标记位点,共检测到735个等位基因,平均每位点3.31个,平均PIC值为0.283,Shannon's指数平均值为0.5856。不同地理来源的亚麻种质的遗传多样性也以中国最高。基于SSR标记也可把亚麻分为纤用亚麻和油用亚麻两亚群,纤用亚麻是油用亚麻的一个子类群。5.亚麻群体存在一定程度LD,LD主要由重组引起。利用GLM和MLM模型所找到的与两年性状数据都存在关联的位点数分别为25个及10个,其中有3个SSR位点在两种模型中都表现出与两年的表型性状共同关联。等位变异效应分析共找到57个等位变异,其中起增效作用的有31个,起减效作用的有26个。

徐金刚[4]2008年在《香蕉镰刀菌枯萎病抗病种质RGAs的克隆与分析》文中提出香蕉镰刀菌枯萎病,又称巴拿马病,是一种由土壤真菌引起的毁灭性病害,目前正严重危害世界香蕉生产。从抗镰刀菌枯萎病种质材料中分离出抗镰刀菌枯萎病基因,为抗病育种服务,已成为业内研究的热点和难点问题。同源序列候选基因法已成为克隆抗病基因的一条新途径,也是较快捷且较有效的方法,即利用已知植物抗病基因保守结构域的特性,设计简并引物,从植物抗病种质中获得其抗病基因同源序列(Resistance gene analog sequences,RGAs)。利用这些RGAs可以进一步分析筛选候选抗病基因,并制作探针来定位、克隆抗病基因,也可以用来设计特异性引物,应用于分子标记辅助选择育种,同时对于研究抗病基因的起源和进化关系也有重要意义。本研究以此为基础,从抗镰刀菌枯萎病香蕉种质ROSE和GCTCV-119的基因组DNA和cDNA中分离RGAs,获得的主要研究结果如下:1.基于其它植物抗病基因NBS类保守域设计简并引物,从抗镰刀菌枯萎病香蕉种质GCTCV-119中分离了19个RGA片段,大小为520bp左右,其中9条DNA片段和10条cDNA片段,根据其推断的氨基酸序列,经保守结构域分析,其结构域均为NB-ARC,均属于NBS类候选抗病基因类序列,具有P-loop(Kinase-la),Kinase-2,RNBS-B(Kinase-3a)以及疏水氨基酸结构域GLPL等保守氨基酸序列。其保守氨基酸基元分别是P-loop(GMGGVGKTT),Kinase-2(LLVLDDIW),RNBS-B(CKVLFTTRS),GLPL(GLPLALKVL)。将获得的19条RGA片段分别命名为BR-1,BR-2,……,BR-19,并提交GenBank,获得登录号分别为EF515833-EF515836,EU123871-EU123885;2.利用其他植物PK类抗病基因的9个结构域设计简并引物,从抗镰刀菌枯萎病香蕉种质ROSE和GCTCV-119中分离了20个香蕉RGAs片段,大小为530bp左右,其中14条DNA片段和6条cDNA片段。根据其推断的氨基酸序列,经保守结构域分析,其结构域为S TKc,为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员,包含4功能域,分别为ATP binding pocket,substrate binding pocket,catalytic loop和activation loop。具有9个高度保守的氨基酸区域:Ⅰ.FG(K/V/L/S)VY-(K/R)G;Ⅱ.VAVK;Ⅲ.FxxE;Ⅳ.(L/V/I)Vx(I/V/L);V.ALV;Ⅵ.D(L/I/V)K;Ⅶ.DFG;Ⅷ.G(T/S)xGY(L/I/A)PE;Ⅸ.D(Y/I)YS(F/Y)G(V/I/M)。将这20条RGA序列分别命名为Mu-PK1,Mu-PK2,……,Mu-PK20,并提交GenBank,获得登录号分别为EU293391-EU293404(DNA片段),EU338457-EU338462(cDNA片段);3.根据已获得香蕉RGA序列,设计7对NBS类特异引物和2对PK类特异引物,在37份香蕉种质中扩增,扩增结果无明显差异;选取6份抗镰刀菌枯萎病香蕉种质和5份感病种质,进一步进行PCR-RFLP分析,结果发现只有Mu-NBS5/HaeⅢ标记能够把11份香蕉的基因型区分开来。4.为进一步了解镰刀菌枯萎病香蕉抗病种质与感病种质在RGA上的差异,选用3对NBS类特异引物和1对PK类特异引物对11份香蕉种质基因组PCR扩增后测序,发现香蕉种质之间存在许多限制性内切酶位点的差异及单核苷酸多态性的变化。

乔瑞清, 龙松华, 邓欣, 邱财生, 郭媛[5]2013年在《亚麻分子生物学研究进展》文中研究表明亚麻是我国重要的纺织工业原料及油料作物,发展亚麻种植及加工业具有广阔的前景。随着分子生物学技术的发展和应用,亚麻在分子标记、遗传图谱构建、转基因育种、蛋白质组学等方面都取得了大量成果,为亚麻的种质创新和优质高产抗逆新品种的选育奠定了基础。本文主要从以上几个方面展开综述,探讨近年来亚麻的分子生物学研究进展。

黄利兴[6]2009年在《水稻系列不育系对稻瘟病的抗性遗传研究》文中认为稻瘟病是广泛发生在世界各稻区的一种最具毁灭性的真菌性病害。培育持久、广谱抗稻瘟病水稻系列不育系,并揭示其抗性遗传机理是杂交稻抗病育种的理论与实践基础。本文在评述水稻抗稻瘟病遗传和育种研究现状、阐述水稻品种与稻瘟菌互作机制、植物抗病基因同源序列的克隆与测序的基础上,以一个历时22年成功育成的一个水稻不育系抗稻瘟病系谱为材料,进行其抗谱、与稻瘟菌互作、抗稻瘟病基因遗传及抗病基因同源序列相似性等方面研究,初步揭示水稻系列不育系对稻瘟病的抗性遗传规律,为进一步有效利用和克隆其抗稻瘟病基因提供科学依据。主要结果如下:1.采用苗期室内喷雾接菌鉴定和稻瘟病重发区田间自然诱发鉴定相结合的方法,以10个水稻系列不育系和6个恢复系,按NCII设计配制一套包括16个亲本和60个杂种一代为研究对象,利用20个来自福建省主要稻瘟病区有代表性的致病力强的菌株,并结合2个包括福建省龙岩市茶地乡和湖北省恩施州白果乡稻瘟病重发区田间自然诱发点的数据,探讨了其抗谱特征。发现从1995年成功育成福伊A,到2001年育成的夏丰A、谷丰A、昌丰A,再到2004年育成的安丰A、全丰A、长丰A、乐丰A、富丰A等9个抗稻瘟病不育系及其配制的54个杂种一代,对近年福建省流行的稻瘟病菌生理小种及茶地和恩施的田间稻瘟病菌的群体毒力都具有很强的抗病反应,抗性频率均达100%,抗谱广,持续时间久,均含有显性主效抗瘟基因,对杂交稻均具有很强的显性抗瘟遗传效应;连丰A不育系及其配制的6个杂种一代,平均抗性频率为21.93%。在供试的6个水稻恢复系中,蜀恢527的抗性频率为72.3%,抗谱较广;明恢77、晚3、福恢13、明恢86、福恢5138等5个恢复系的抗性频率幅度为4.5%~13.6%,抗谱较窄。根据供试亲本抗瘟性系统聚类结果,可将16个亲本分成两大类型。第1大类为抗病类型,包括9个抗稻瘟病水稻不育系福伊A、夏丰A、谷丰A、昌丰A、安丰A、全丰A、长丰A、乐丰A、富丰A和1个中抗稻瘟病水稻恢复系蜀恢527。但福伊A、夏丰A等9个抗稻瘟病水稻不育系之间的抗病性表现差异不大,而与蜀恢527之间存在一定的差异。第2大类为感病类型,包括1个感病水稻不育系连丰A及5个水稻恢复系明恢77、晚3、福恢13、明恢86、福恢5138。2.在抗谱分析的基础上,同样以上述10个水稻系列不育系为母本,6个恢复系为父本,按NCII设计配制一套包括16个亲本(P)、60个F1和60个F2的遗传材料,采用数量性状的加性?显性?上位性及与环境互作的遗传模型和统计分析方法,以22个稻瘟病菌株和稻瘟病重发区田间自然诱发点作为环境,深入探讨了水稻系列不育系与稻瘟菌互作的遗传基础。发现供试水稻品种抗瘟性的表现是由供试水稻品种中的抗瘟基因与稻瘟病菌株互作的结果。对供试水稻品种抗瘟性的遗传控制作用从大到小依次为基因加性效应、显性×菌株互作效应、显性效应、加性×菌株互作效应、加性×加性上位性效应,而不存在加性×加性上位性×菌株互作效应。夏丰A、昌丰A、安丰A、福伊A、乐丰A、长丰A、全丰A、富丰A、谷丰A等9个水稻不育系及蜀恢527的抗瘟性可以稳定地传递给后代,都能极显着地提高其后代的抗瘟性,在抗瘟性方面有很高的育种利用价值。供试水稻品种抗瘟性的加性基因遗传概率是非加性基因遗传概率的2.2倍,加性基因产生的抗瘟性可以稳定地传递给后代;普通狭义遗传力是互作狭义遗传力的6.4倍,显示在不同的稻瘟病菌株胁迫的环境条件进行水稻抗瘟性的选择是有效的。3.在抗稻瘟病水稻不育系系谱中,选用抗源谷农13、天谷B、福伊B、谷丰B、全丰B为材料,在一套以CO39为轮回亲本的6个近等基因系和1个感病对照丽江新团黑谷(LTH)的遗传背景下,人工分别组配了谷农13、天谷B、福伊B、谷丰B、全丰B与CO39近等基因系和感病对照的包括亲本(P)、F1、F2 3个世代的遗传材料,以3个稻瘟病菌株进行苗期室内喷雾接菌鉴定,应用经典遗传学分析方法研究该不育系系谱抗稻瘟病基因的遗传及其等位性关系。发现谷农13、天谷B、福伊B、谷丰B和全丰B等5个亲本的抗瘟性都由显性基因控制。谷农13、福伊B、谷丰B和全丰B中都含有2对与CO39近等基因系中的Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4a、Pi-4b不等位的显性抗稻瘟病基因。天谷B中含有3对显性抗稻瘟病基因,它们都与Pi-1、Pi-2、Pi-4a、Pi-4b不等位,其中有1对与Pi-3等位。4.根据已知NBS-LRR类抗病基因结构中氨基酸的保守区域设计简并引物PR2和ER4,采用PCR方法对福伊A、谷丰A等10个水稻系列不育系,谷农13、V41B等11个亲本,及感稻瘟病对照丽江新团黑谷(LTH)的NBS-LRR类抗病基因同源序列(RGAs)进行克隆、测序,分析抗病基因同源序列相似性关系。在供试材料中,共获得33个NBS-LRR类抗病基因的同源片段。其中,从谷农13、福伊A、地谷B、昌丰A、夏丰A、连丰A、乐丰A、V41B、龙特甫B、博白B、金23B等11亲本中各获得2个同源片段,从天谷B、谷丰A、安丰A、全丰A、长丰A、富丰A、LTH、R931022、Y20、Y27、Y12等11亲本中各获得1个同源片段。运用Clustal W方法和DNAstar软件对这些氨基酸序列进行聚类分析,可分为12类NBS-LRR类抗病基因同源序列。用DNAsis软件对这12类抗病基因同源片段再次聚类分析,可分为9类NBS-LRR类抗病基因同源片段。其中,氨基酸片段间同源性最高达98.8%,最低仅为19.8%。

杨学玲[7]2009年在《辣椒抗CMV基因同源序列克隆与分子标记研究》文中进行了进一步梳理辣椒是我国大面积种植的蔬菜之一,深受人民的喜爱。黄瓜花叶病毒(CMV)是危害我国辣椒生产的主要病毒,严重影响了辣椒的产量和品质,因此抗CMV已成为辣椒抗病育种的主要目标,并且已经寻找到部分优良抗源。但在抗性转育过程中传统遗传育种方法繁琐,费时费力,故通过寻找抗性基因或与抗病基因紧密连锁的分子标记,将会大大提高辣椒抗CMV育种效率。迄今为止,仍未见成功克隆辣椒抗CMV基因的报道。本研究以高抗黄瓜花叶病毒材料(Yv2007001)和高感黄瓜花叶病毒材料(Yv2007002)为试材,应用同源序列候选基因法和mRNA差异显示技术进行了抗病基因序列的筛选。同时以Yv2007001、Yv2007002及其F1、F2为试材,筛选与抗病基因紧密连锁的AFLP标记。并对接种CMV后,辣椒部分防御酶活性进行测定,为选育抗黄瓜花叶病毒辣椒品种提供生理指标。具体结果如下:1.根据已知抗病基因的NBS保守结构域设计简并引物,以高抗CMV辣椒Yv2007001为试材,获得10条抗病基因同源序列(RGAs).经序列分析,这些RGAs皆具有开放阅读框和NBS保守结构域(P-loop、Kinase-2、Kinase-3a、RNBS-C和GLPL),属于nonTIR-NBS-LRR类抗病基因同源序列。其中RGA46与番茄花叶病毒抗性基因Tm-22的氨基酸同源性为78%,可能与辣椒抗CMV相关。其它序列与已知抗病基因Prf、RPP13、12C-1、Mi-1.2、L6、M氨基酸相似性为21%-70%。所得RGAs序列的Ka/Ks值介于0.011-0.3051,均显着小于1,表明“纯化选择”在辣椒NBS区域进化中起主要作用。2.采用mRNA差异显示技术研究了抗、感CMV辣椒在接种CMV前后基因表达的差异,共分离到87个差异片段,经回收、重扩增和克隆,进一步测序、数据库比对,获得7个辣椒cDNA片段。结果表明:抗、感辣椒材料在接种CMV后产生多种表达序列,具有诱导表达的特点,抗病材料(Yv2007001)的差异条带数目比感病材料(Yv2007002)的差异条带少。经序列同源性分析,这些cDNA片段在Genbank中与已有番茄、辣椒、水稻、葡萄的部分序列具有同源性,但同源性不高,可能为辣椒特有的cDNA序列。由于差别显示技术存在假阳性高的缺陷,这些片断的可靠性还有待于通过反式Northern杂交或实时PCR技术验证,其结构和功能也有待于进一步深入研究。3.利用AFLP分子标记技术,以极端抗病和极端感病辣椒单株的预扩增产物(各8株)构建抗感基因池,分别以8个EcoRI引物,8个MseI引物和8个PstI引物组合成128对引物组合,筛选辣椒与抗CMV基因连锁的AFLP分子标记。结果显示:128对引物组合中4对引物组合(E39/M41、E22/M20、P5/M13、E18/M06)在抗、感池之间存在差异条带。这4个引物组合经F2代单株验证和连锁分析,表明引物E18/M06筛选出的特异带稳定存在,连锁距离为25.4cM,该特异性片段约为450bp,命名为E18/M06450。4.通过测定接种后不同时期辣椒叶片SOD、POD、CAT活性、可溶性蛋白含量及叶绿素含量的变化规律,结果表明:辣椒苗期磷酸对照叶片3种防御酶活性变化均处在一定范围内,且变化幅度不大,抗病材料波动幅度小于感病材料。接种CMV后,SOD、POD活性抗病材料高于感病材料,呈先升后降趋势,抗性不同,上升幅度和达到峰值的时间不同。抗病材料CAT活性呈先降后升再降趋势,感病材料CAT活性变化呈双峰趋势,发病后期酶活性高于抗病材料。可溶性蛋白含量至症状初现时明显升高,随着病症的日益明显,受侵染叶片中可溶性蛋白含量逐渐降低;叶绿素含量一直呈下降趋势。抗、感材料3种酶活性的高低与材料的抗病性呈正相关,可作为早期筛选抗性材料的辅助指标。

林晶[8]2007年在《水稻不育系系谱抗稻瘟病遗传及抗病基因同源序列分析》文中研究表明水稻不育系是杂交稻重要亲本之一。现阶段生产上大面积推广应用的具有持久抗稻瘟病的水稻不育系较少,选育综合性状优良的抗稻瘟病不育系是杂交稻育种的重要任务之一。本研究以福建省农科院水稻研究所历时17年成功育成的一个水稻不育系抗稻瘟病系谱为研究材料,包括抗源谷农13、天谷(1991年育成)、福伊(1995年育成)、谷丰(2001年育成)、全丰(2004年育成)以及系谱亲本V41B和龙特浦B。在一套以CO39为轮回亲本的5个近等基因系和1个感病对照丽江新团黑谷(LTH)的遗传背景下,人工分别组配了谷农13、天谷、福伊、谷丰、全丰与近等基因系和感病对照的包括亲本(P)、F_1、F_23个世代的遗传材料,以2个稻瘟病菌系“97-102-16”和“98022B”进行喷雾接菌和抗性鉴定,应用经典遗传学分析方法研究该不育系系谱抗稻瘟病基因的遗传及其等位性关系;并根据已知NBS-LRR类抗病基因结构中氨基酸的保守区域设计简并引物,采用PCR方法对该不育系系谱NBS-LRR类抗病基因同源序列(RGAs)进行克隆、测序和聚类,研究抗病基因传递规律,分析抗瘟性表型与抗病基因同源序列相似性关系,为进一步有效利用和克隆抗稻瘟病基因提供科学依据。主要研究结果如下:1、水稻不育系系谱对稻瘟病抗性遗传研究表明,谷农13、天谷、福伊、谷丰和全丰对“97-102-16”和“98022B”2个供试菌系均表现高抗。5个近等基因系对菌系“97-102-16”均表现抗性,对菌系“98022B”的抗性表现有异,除了C104PKT近等基因系表现出高感1外,其余的4个近等基因系均表现抗性。丽江新团黑谷和CO39对菌系“97-102-16”和“98022B”均表现感病。在菌系“97-102-16”喷雾接菌条件下,谷农13和全丰的抗稻瘟病遗传受1对显性基因控制,福伊和谷丰均受2对显性基因控制,天谷受3对显性基因控制,其中天谷中有1对基因与Pi-3等位,其余的显性基因与Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4a和Pi-4b均呈独立遗传。在菌系“98022B”喷雾接菌条件下,谷农13、天谷、福伊、谷丰和全丰均受1对显性基因控制,且谷丰的显性基因与Pi-1和Pi-4b均呈连锁遗传,其余的显性基因与Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4a和Pi-4b均呈独立遗传。2、水稻不育系系谱抗病基因同源序列克隆与分析表明,供试的7个水稻不育系系谱亲本中共获得14个阳性克隆(分别命名为:C1-5、C-6、C2-2、C2-6、C3-6、C3-7、C5-4、C5-6、C10-2、C10-4、C14-2、C14-6、C17-1、C17-4)。经过分析只有11个含有NBS-LRR类抗病基因所特有的保守氨基酸结构域KinaseⅠ、KinaseⅡ、KinaseⅢ及跨膜区域(transmembrance domain)。这些NBS-LRR类氨基酸片段间同源性最高达98.3%,最低仅为29.7%,将这11个氨基酸片段登陆到NCBI上进行Blast,发现它们与Xal(AB002266)的同源性较高,42%-45%的氨基酸序列相同,59%-64%的氨基酸序列相似,且与水稻其它NBS-LRR类抗性蛋白相似性很高。通过聚类分析,可以将其分为3类,分别记为G1、G2、G3,并发现抗源谷农13所含有的G3类基因,通过大谷、福伊传给后代谷丰、全丰。本文还对今后进一步有效利用和克隆该不育系系谱抗稻瘟病基因的技术路线进行了讨论。

参考文献:

[1]. 亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记及品种资源对枯萎病的抗性评价[D]. 薄天岳. 四川农业大学. 2002

[2]. 亚麻枯萎病发生与防治初步研究[D]. 杨学. 中国农业科学院. 2013

[3]. 亚麻分子标记的开发及产量相关性状的关联分析[D]. 邓欣. 中国农业科学院. 2013

[4]. 香蕉镰刀菌枯萎病抗病种质RGAs的克隆与分析[D]. 徐金刚. 华中农业大学. 2008

[5]. 亚麻分子生物学研究进展[J]. 乔瑞清, 龙松华, 邓欣, 邱财生, 郭媛. 中国麻业科学. 2013

[6]. 水稻系列不育系对稻瘟病的抗性遗传研究[D]. 黄利兴. 福建农林大学. 2009

[7]. 辣椒抗CMV基因同源序列克隆与分子标记研究[D]. 杨学玲. 南京农业大学. 2009

[8]. 水稻不育系系谱抗稻瘟病遗传及抗病基因同源序列分析[D]. 林晶. 福建农林大学. 2007

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亚麻抗锈病、抗枯萎病基因的分子标记及品种资源对枯萎病的抗性评价
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