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芝麻抗茎点枯病鉴定及抗病基因同源序列的克隆

作　者: 高树广
导　师: 田保明；刘红彦
学　校: 郑州大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 芝麻茎点枯病抗性鉴定抗病基因同源序列
分类号: S565.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

芝麻(Sesamum indicum L.)隶属于胡麻科胡麻属,在亚热带和温带地区广泛种植,富含优质的蛋白质、维生素、脂肪酸和氨基酸,是最古老的油料作物。茎点枯病是芝麻最严重的真菌病害之一,病原菌寄主范围广、抗逆能力强,再加上抗药性菌株的出现,直接影响到芝麻的产量、品质以及机械化操作。近年来,杀菌剂的广泛使用,造成环境污染、农药残留和生态问题。要求植物病理研究者探索环境友好型的措施防治芝麻茎点枯病,长期的农作物病害防治实践证明,利用作物抗病性是一项经济、安全、高效的防控措施。本研究目的一是通过对芝麻资源进行苗期和成株期抗茎点枯病鉴定,筛选抗性品种,发掘抗性资源,为芝麻抗病育种和生产直接应用提供抗病材料；二是克隆芝麻抗病基因同源序列(RGAs),为芝麻抗茎点枯病相关基因的克隆奠定基础,或将RGAs开发为分子标记用于分子标记辅助选择育种。目前取得如下研究成果：1.从河南省不同地区采集的芝麻茎点枯病株中分离出5株病原菌,经菌落形态观察、回接鉴定和分子检测确定为芝麻茎点枯病病原菌Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid。2.综合比较和分析不同消毒剂的效果,确定2% NaClO消毒处理20 min,再用无菌水冲洗3遍,消毒效果最佳。3.豫芝11作为对照材料,用菌饼法鉴定12份芝麻种质资源对5株茎点枯病病原菌的苗期抗性,结果表明12份资源对不同菌株的反应型不同,其中只有ZZM0905和ZZM1205的抗性较强、并且抗性比较稳定,对5株病原菌表现高抗或抗病。4.田间病圃自然诱发鉴定74份芝麻种质资源对茎点枯病的成株期抗性,得到免疫品种6份,高抗品种13份,抗病品种26份,感病品种29份,没有发现高感品种,ZZM0905在苗期和成株期均表现抗病。5.根据抗病基因保守结构域设计引物,以26份抗茎点枯病和4份感茎点枯病芝麻基因组DNA为模板,PCR扩增抗病基因同源序列。结果得到128条序列,经序列分析42条序列为non-TIR-NBS-LRR类芝麻RGAs。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
图和附表清单  12-13
主要英文缩写词表  13-15
1 引言  15-33
  1.1 植物抗病基因的研究进展  15-24
    1.1.1 植物抗病性  15
    1.1.2 植物抗病基因  15-18
    1.1.3 植物抗病基因的起源与进化  18-20
      1.1.3.1 植物抗病基因的起源  18
      1.1.3.2 植物抗病基因的存在形式  18-19
      1.1.3.3 植物抗病基因的进化  19-20
    1.1.4 植物抗病基因的结构特征  20-22
      1.1.4.1 NBS结构域  20-21
      1.1.4.2 LRR结构域  21
      1.1.4.3 RLK结构域  21
      1.1.4.4 LZ结构域  21
      1.1.4.5 TIR结构域  21-22
      1.1.4.6 CC结构域  22
    1.1.5 植物抗病基因的克隆方法  22-23
      1.1.5.1 转座子标签技术  22-23
      1.1.5.2 图位克隆法  23
      1.1.5.3 抗病基因同源序列法  23
    1.1.6 植物抗病基因的应用  23-24
  1.2 芝麻茎点枯病研究进展  24-31
    1.2.1 影响发病的因素  25
    1.2.2 发病时期与症状  25-26
    1.2.3 病原菌寄主范围  26
    1.2.4 病原菌形态特征  26-27
    1.2.5 病害的循环及流行  27
    1.2.6 病原菌抗逆性  27
    1.2.7 病原菌的遗传变异  27-28
    1.2.8 病原菌的分离培养  28
    1.2.9 芝麻茎点枯病的防治措施  28-30
      1.2.9.1 农业防治  28-29
      1.2.9.2 化学防治  29
      1.2.9.3 生物防治  29
      1.2.9.4 选育抗病品种  29-30
    1.2.10 抗性品种的筛选策略  30
    1.2.11 展望  30-31
  1.3 选题背景、研究目的、技术路线  31-33
    1.3.1 选题背景  31
    1.3.2 研究目的  31-32
    1.3.3 技术路线  32-33
2 芝麻抗茎点枯病鉴定  33-46
  2.1 材料  33-34
    2.1.1 主要试剂和培养基  33
    2.1.2 主要仪器  33-34
    2.1.3 芝麻材料  34
    2.1.4 菌株  34
    2.1.5 引物  34
  2.2 方法  34-39
    2.2.1 病原菌的分离  34-35
    2.2.2 病原菌鉴定  35-37
      2.2.2.1 回接鉴定  35
      2.2.2.2 分子鉴定  35-37
    2.2.3 菌种培养  37
    2.2.4 无菌苗培养  37
      2.2.4.1 最佳消毒剂和消毒时间的选择  37
      2.2.4.2 培养无菌苗  37
    2.2.5 抗性鉴定  37-39
      2.2.5.1 芝麻苗期抗茎点枯病鉴定  37-38
      2.2.5.2 芝麻成株期抗茎点枯病鉴定  38
      2.2.5.3 统计方法  38-39
  2.3 结果与分析  39-44
    2.3.1 病原菌分离  39
    2.3.2 病原菌鉴定  39-41
      2.3.2.1 回接鉴定  39-40
      2.3.2.2 分子鉴定  40-41
    2.3.3 无菌苗培养  41-42
    2.3.4 抗性鉴定结果  42-44
      2.3.4.1 苗期抗茎点枯病鉴定  42-43
      2.3.4.2 成株期抗茎点枯病鉴定  43-44
  2.4 讨论  44-46
3 芝麻抗病基因同源序列的克隆  46-63
  3.1 材料  46-48
    3.1.1 主要试剂与培养基  46-47
    3.1.2 主要仪器  47
    3.1.3 芝麻材料  47
    3.1.4 菌株和载体  47
    3.1.5 引物  47-48
  3.2 方法  48-52
    3.2.1 芝麻基因组DNA提取  48-49
    3.2.2 DNA质量检测  49
    3.2.3 RGA-PCR扩增体系和程序  49-50
    3.2.4 PCR扩增产物的电泳检测和目的片段的回收  50
    3.2.5 目的片段的连接  50-51
    3.2.6 TG1感受态细胞的制备(CaCl2法)  51
    3.2.7 热击转化  51
    3.2.8 菌落PCR鉴定阳性克隆  51-52
    3.2.9 序列比对与分析  52
  3.3 结果与分析  52-60
    3.3.1 芝麻基因组DNA的提取  52-53
    3.3.2 RGA-PCR扩增结果  53-54
    3.3.3 DNA片段的回收与克隆  54
    3.3.4 测序结果的初步分析  54-56
    3.3.5 芝麻RGAs与已知基因的同源性BLASTX分析  56-57
    3.3.6 芝麻RGAs的聚类分析  57-59
    3.3.7 芝麻RGAs与已知R基因相应区域氨基酸序列比较  59
    3.3.8 芝麻RGAs与已知植物抗病基因氨基酸相似性分析(%)  59-60
  3.4 讨论  60-63
4 总结  63-65
  4.1 主要结论  63
  4.2 展望  63-65
参考文献  65-70
在学期间参加学术活动与发表的学术论文  70-71
致谢  71

芝麻抗茎点枯病鉴定及抗病基因同源序列的克隆

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