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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。
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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
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 芝麻(脂麻)
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