学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水稻细菌性条斑病抗性QTL qBlsr5a的精细定位及候选基因的表达分析

作　者: 韩庆典
导　师: 吴为人
学　校: 福建农林大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻细菌性条斑病 精细定位 基因芯片 表达差异基因 qBlsr5α 候选基因
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
下　载: 310次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


水稻细菌性条斑病（Xanthomonas campestris pv.Oryzicola）,简称水稻细条病,是水稻上一种重要的检疫性细菌病害。该病主要危害水稻叶片,水稻受侵染后,叶片变黄甚至枯死,空秕粒增多,千粒重降低,一般可减产10%～20%,严重时达40%。目前,细条病已成为南方稻区的主要病害,成为影响水稻产量及品质的重要限制因子。相对于水稻另两大病害（白叶枯病和稻瘟病）,水稻对细条病的抗性属于典型的数量性状,不存在主基因抗性,现有种质资源中也未发现对该病表现免疫的品种。因此,深入挖掘现有资源中的数量抗性基因座（Quantitative resistance locus,QRL）,不仅具有重要的实践应用价值,而且可以对数量抗病性的机制研究提供帮助。目前,在水稻中已报道13个细条病抗性QTL,其中Tang等以高抗细条病品种Acc8558和高感细条病品种H359为亲本构建的重组自交系群体,定位了11个细条病抗性QTL,其中位于5号染色体短臂上的QTL qBlsr5a（其抗病等位基因来自抗病亲本Acc8558）对表型变异贡献率最大,并在后续研究中得到了证实。这说明qBlsr5a在水稻细条病抗性的遗传改良上具有较大的应用前景。本研究在前人工作的基础上,对qBlsr5a进行更深入的研究。分别以Acc8558和H359为供体亲本和受体亲本,通过回交和分子标记辅助选择,育成了只渗入供体5号染色体短臂含抗性QTL qBlsr5a的区段的近等基因系H359-BLSR5a。进一步将该近等基因系与H359杂交,建立了一个大的F2群体（2,265单株）。采用选择极端表型个体并验证其后代(F2:3)株系的方法,在F2群体中鉴定出目标QTL为抗病纯合基因型的个体。通过对这些个体进行分子标记基因型检测和连锁分析,将qBlsr5a定位在SSR标记RMl53和RM159之间,大约2.4 cM或290 kb的范围内。利用Affymetrix的基因芯片对抗病品种Acc8558和感病品种H359中受细条病菌侵染调控的基因进行高通量的检测。在两品种中共检测到956个差异表达基因,其中12个基因在两品种中一致上调,54个基因在两品种中一致下调,20个基因在两品种中表达变化方向相反。对差异表达基因的基因本性（GO）、代谢路径和启动子进行了分析。比较所有差异基因与已报道的13个抗性QTL的位置关系,发现有30个差异表达基因的位置与这些抗性QTL吻合,但在qBlsr5a的定位区间（290 kb）内只检测到一个差异表达基因（LOC Os05g01330）,且功能未知。在水稻Gramene（http://www.gramene.org/Oryzasativajaponica/contigview）及TIGR（http://www.tigr.org/tdb/e2kl/osal/GO.retrieval.shtml）数据库中查询,发现qBlsr5a的精细定位区间（290 kb）内共有51个预测基因,其中33个（64.7%）有功能注释。根据这些功能注释,我们选择了19个预测基因（包括那个基因芯片检测到的差异表达基因）进行表达分析,其中3个预测编码多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白前体（PGIP）;1个编码锚蛋白1（ankyrin-1）;1个编码转录因子ⅡAγ基（TFⅡAγ）;1个编码与K蛋白1互作的锌指蛋白（ZIK1）;还有2个含锌指结构。以H359和H359-BLSR5a为材料,在病原菌接种后的不同时期对这19个基因进行半定量RT-PCR分析。结果表明,有4个预测基因在两品系中都没有表达,7个预测基因在两品系中在病菌侵染前后表达都没有变化,其余8个预测基因对病原菌侵染有反应。其中6个基因的表达趋势在两品种中基本一致（5个表达上调,1个表达下调）。1个基因（LOCOs05g01380）在H359中接种前后没有变化,但在近等基因系H359-BLSR5a中接种6h时表达量开始增强,到24h时表达量达最到高。最令人感兴趣的是预测基因LOCOs05g01444,它在H359中没有表达,而在H359-BLSR5a中被诱导表达,且在接种6h时表达量达到最高。该基因编码区长度为1,206 bp,无内含子,预测编码多聚半乳糖醛酸酶抑制前体蛋白（PGIP）,已知PGIP参与植物的多种抗病反应。因此看来,该基因是qBlsr5a的一个重要的候选基因。

全文目录


中文摘要  8-10
Abstract  10-14
文献综述  14-44
  1 植物抗病性研究进展  14-29
    1.1 植物的抗病性反应  15-16
    1.2 植物R基因介导的质量抗病性  16-18
    1.3 植物抗病基因的克隆  18-22
    1.4 植物的防卫基因  22-23
      1.4.1 植保素(phytoalexin)合成相关基因  22-23
      1.4.2 病程相关基因(pathogenesis-related genes, PR)  23
    1.5 植物抗病基因传导途径  23-29
      1.5.1 R基因介导的抗病反应途径  23-25
      1.5.2 水杨酸(Salicylic acid, SA)介导的植物抗病反应途径  25-26
      1.5.3 茉莉酸(JA)/乙烯(ET)介导的抗病防卫反应  26-27
      1.5.4 寡糖素介导的诱导抗病性──PG-PGIP模型  27-29
  2 数量抗病性的研究进展  29-32
    2.1 数量抗病性  29-30
      2.1.1 数量基因及数量抗性基因的定位研究  29-30
      2.1.2 数量基因及数量抗性基因的克隆  30
    2.2 QRL抗性的可能机理  30-32
  3 QTL定位  32-38
    3.1 QTL定位原理和方法  32-34
    3.2 QTL定位的作图群体  34-35
    3.3 影响QTL定位的因素  35
    3.4 针对QRL获得数量抗病性状值准确性的主要方法  35-36
    3.5 分子标记(molecular marker)  36-38
  4 水稻细菌性条斑病及其相关的抗性研究  38-44
    4.1 水稻细菌性条斑病  38-40
      4.1.1 水稻细条病的发现及发病特点  38
      4.1.2 病原菌的分类与分化  38-39
      4.1.3 细条病菌的适生性  39
      4.1.4 细条病抗性评价方法  39-40
    4.2 水稻细条病的抗性鉴定与抗源筛选  40
    4.3 水稻细条病的抗性生理研究  40-41
    4.4 水稻对细条病抗性的遗传和QRL定位研究  41-43
      4.4.1 水稻抗细条病的经典遗传研究  41-42
      4.4.2 水稻抗细条病QTL定位研究  42-43
    4.5 水稻抗细条病QTL的标记辅助育种  43-44
第1章 抗性QTL qBlsr5α的精细定位  44-55
  1.1 材料和方法  44-46
    1.1.1 水稻材料  44-45
    1.1.2 细条病菌株及培养  45
    1.1.3 含单个抗性QTL qBlsr5α近等基因系的建立及抗性鉴定  45-46
    1.1.4 作图群体的建立和细条病抗性鉴定  46
    1.1.5 分子标记发展  46
    1.1.6 SSR标记分析和遗传连锁图构建  46
  1.2 结果与分析  46-50
    1.2.1 含单个抗性 QTL近等基因系的建立  46-47
    1.2.2 H359-BLSR5α近等基因系的农艺性状及抗性表现  47-48
    1.2.3 作图群体的构建  48-50
      1.2.3.1 纯合抗病基因型的鉴定  49
      1.2.3.2 目标QTL的精细定位  49
      1.2.3.3 覆盖目标QTL的物理图谱  49-50
  1.3 讨论  50-55
    1.3.1 水稻细条病  50-51
    1.3.2 菌株的选择培养和接菌的方法及接菌条件的控制  51-52
    1.3.3 SSR标记的选择  52-53
    1.3.4 qBlsr5α的精细定位  53-55
第2章 利用基因芯片检测水稻细条病抗性相关基因  55-69
  2.1 材料和方法  55-57
    2.1.1 水稻材料  55-56
    2.1.2 细条病菌株及培养  56
    2.1.3 材料的种植与接菌  56
    2.1.4 总RNA提取、检测及基因芯片分析  56
    2.1.5 半定量PCR  56-57
  2.2 结果与分析  57-65
    2.2.1 RNA质量检测  57-58
    2.2.2 两品种中细条病菌诱导的差异表达基因  58-62
    2.2.3 半定量RT-PCR结果  62-63
    2.2.4 差异表达基因与抗性QTL的对应关系  63-65
  2.3 讨论  65-69
    2.3.1 细条病抗性的复杂性  65-67
    2.3.2 本研究下一步工作的假设  67-69
第3章 qBlsr5α的候选基因分析  69-84
  3.1 材料与方法  69-71
    3.1.1 供试水稻材料  69
    3.1.2 接菌菌株及培养  69-70
    3.1.3 材料的种植与接菌  70
    3.1.4 qBlsr5α定位区间内候选基因的挑选  70
    3.1.5 RNA提取与反转录反应  70
    3.1.6 预测基因的表达分析  70-71
  3.2 结果与分析  71-80
    3.2.1 RNA质量检测  71-72
    3.2.2 qBlsr5α的物理区间内的基因  72-76
    3.2.3 候选基因的表达分析  76-80
      3.2.3.1 循环次数确定  77
      3.2.3.2 表达分析  77-80
  3.3 讨论  80-84
    3 3 1 qBlsr5α的候选基因分析  80-81
    3.3.2 病原菌与水稻的互作  81
    3.3.3 半定量RT-PCR技术  81-82
    3.3.4 qBlsr5α抗性的可能机理  82-84
全文结论及下一步工作计划  84-85
参考文献  85-104
附录  104-111
缩略词(Abbreviations)  111-113
致谢  113

相似论文

  1. 水稻白叶枯病菌和细菌性条斑病菌对噻枯唑和链霉素的抗药性监测及室内抗药性风险评估,S435.111.4
  2. 玉米叶色突变基因al和yl的精细定位,S513
  3. 水稻籼粳亚种间杂种花粉不育基因的精细定位及进化分析,S511
  4. 一个水稻矮秆突变体的遗传分析和基因定位,S511
  5. 猪瘟病毒和猪2型圆环病毒基因芯片检测技术研究,S858.28
  6. 水稻恢复系明恢63稻瘟病抗性基因Pimh（t）的精细定位及主效QTLs检测,S511.21
  7. 利谷隆致胚胎期SD大鼠睾丸发育整体基因表达水平的研究,Q75
  8. 基于粒子群优化的Fuzzy c-mean聚类算法的基因芯片图像处理,TP391.41
  9. 复杂背景下车牌定位的研究与设计,TP391.41
  10. 创伤对成年及幼年羊关节软骨基因表达谱影响的研究,S826
  11. 应用基因芯片技术研究心血管活性药物导致心肌损伤的机理,R96
  12. 水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的精细定位,S511
  13. 长豇豆若干重要农艺性状的QTL定位,S643.4
  14. 五趾北京油鸡趾骨发育相关候选基因表达分析,S831
  15. 机械通气所致急性肺损伤对大鼠昼夜节律改变和肺组织基因表达的影响,R563.8
  16. 大前庭水管综合征患者基因芯片法与DNA测序法基因诊断的对比研究,R764
  17. 宫颈鳞癌转移相关miRNA表达谱的初步研究,R737.33
  18. 男（雄）性雄激素缺乏与肥胖、脂类代谢基因之间关系的研究,R589.2
  19. 力生长因子E肽（MGF-Ct24E）与应力作用对成骨细胞基因表达影响的基因芯片分析,R329
  20. 睡眠剥夺问题的基因共表达网络分析方法研究,Q41
  21. 果蝇svp基因在心脏细胞生长尺寸调控中的作用及小鼠心脏发育候选基因的表达研究,Q3

中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
© 2012 www.xueweilunwen.com