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栽培西瓜品种抗枯萎病基因Fon-1定位

作　者: 张屹
导　师: 魏林
学　校: 中南大学
专　业: 生物学
关键词: 西瓜枯萎病 Fon-1基因生理小种1 定位 CAPS/dCAPS标记
分类号: S436.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

西瓜枯萎病是西瓜生产上的世界性病害,严重影响西瓜的产量和品质,其病原菌生理小种有4个,1号小种是国内的主要生理小种。因此,开展西瓜枯萎病菌生理小种1的抗病基因研究是解决西瓜枯萎病的首要突破口。在前期研究中,我们发现栽培西瓜Calhoun Gray对枯萎病菌生理小种1有着高度抗性,且其抗性是由单个显性基因Fon-1控制。本研究采用BSA分析方法对Fon-1基因进行初步区间定位。依据11份栽培西瓜重测序信息,获取位于初步定位区间内的候选SNP位点,并分别设计标记。通过231株F2代分离群体和164份种质资源验证,进一步精细定位Fon-1基因。此外,通过初步定位区域基因注释,并对该区域内的抗病同源基因进行了克隆和比对多态性差异研究。主要研究结果如下：1.利用BSA方法完成了西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因Fon-1的初步定位。通过对F2群体进行枯萎病苗期接种表型鉴定,结合BSA法从西瓜950个SSR/Indel/dCAPS引物中,筛选出SSR标记WMG00291和dCAPS标记197728_fon2个与Fon-1基因连锁的分子标记,最终将Fon-1基因初步定位于1号染色体15cM范围内,研究结果为Fon-1基因的精细定位奠定了基础。2.利用生物信息学方法精细定位Fon-1基因。通过对11份栽培西瓜初步定位区间序列进行BLAST,获取与其抗、感表型完全吻合的SNP位点,开发与Fon-1基因紧密连锁的3个标记,其最近遗传距离达到0.8cM；利用164份西瓜种质资源进行验证发现,7716_fon和7419_fon均可高效地应用于辅助选择高抗Fon-1基因的西瓜育种工作。3.候选Fon-1基因的获取。依据西瓜基因组信息,对亲本初步定位区间内的抗病同源基因进行全长扩增。通过序列比对,结果发现FW-2基因编码区存在SNP突变差异,初步认为该基因为候选Fon-1基因。综上所述,本研究精细定位了栽培西瓜抗枯萎病基因Fon-1,并开发了与Fon-1基因紧密连锁的分子标记。研究结果不仅为西瓜抗枯萎病分子聚合育种提供了技术支撑,也为栽培西瓜Fon-1基因进一步的功能验证奠定了基础。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 文章综述  10-22
  1.1 西瓜枯萎病及其危害  10-14
    1.1.1 西瓜枯萎病原菌生理小种的分化研究  10-11
    1.1.2 西瓜枯萎病菌生理小种的鉴定体系  11-12
    1.1.3 西瓜抗枯萎病机理研究  12-13
    1.1.4 西瓜枯萎病抗性基因的连锁标记  13-14
  1.2 DNA标记技术  14-16
    1.2.1 SSR标记  14-15
    1.2.2 InDel标记  15
    1.2.3 SNP标记  15-16
    1.2.4 CAPS/dCAPS标记  16
  1.3 植物抗病基因研究进展  16-18
    1.3.1 植物抗病基因的克隆  16-17
    1.3.2 植物抗病基因的结构与功能  17-18
    1.3.3 西瓜抗枯萎病相关基因的研究  18
  1.4 西瓜枯萎病的防治  18-20
    1.4.1 抗病育种  18-19
    1.4.2 农业防治  19
    1.4.3 化学防治  19-20
    1.4.4 生物防治  20
  1.5 本研究的目的和意义  20-22
2 材料与方法  22-27
  2.1 实验材料  22
  2.2 实验方法  22-27
    2.2.1 西瓜枯萎病苗期人工接种与鉴定  22-23
    2.2.2 DNA提取与抗、感基因池构建  23-24
    2.2.3 标记来源、反应条件及检测  24
    2.2.4 连锁图谱的构建与定位  24-25
    2.2.5 重测序材料BLAST获取候选SNP及标记开发  25
    2.2.6 基因的注释与分析  25
    2.2.7 R基因的克隆、测序与分析  25-27
3 结果与分析  27-38
  3.1 栽培西瓜抗枯萎病基因Fon-1的遗传分析  27
  3.2 DNA质量检测和BSA法筛选与Fon-1基因连锁的分子标记  27-28
  3.3 Fon-1基因连锁图的构建与定位  28-30
  3.4 SNP位点分析及标记开发  30-31
  3.5 Fon-1基因的精细定位及验证  31-34
    3.5.1 Fon-1基因的精细定位  31-32
    3.5.2 精细定位标记在F_2分离群体中的验证分析  32-33
    3.5.3 精细定位标记在种质资源群体中的验证分析  33-34
  3.6 基于西瓜Fon-1基因初步定位区间的基因注释  34-35
  3.7 基于西瓜Fon-1基因的候选基因克隆与分析  35-36
  3.8 栽培西瓜与野生西瓜的抗性机制探究  36-38
4 讨论  38-41
  4.1 利用西瓜基因组信息对Fon-1基因进行定位  38
  4.2 栽培西瓜与野生西瓜Fon-1基因的遗传抗性机制比较  38-39
  4.3 分子标记辅助育种技术在西瓜育种中的应用  39-40
  4.4 利用基因组信息对候选R基因进行筛选  40-41
5 结论与展望  41-42
  5.1 结论  41
  5.2 展望  41-42
    5.2.1 进一步扩大群体进行精细定位  41
    5.2.2 候选基因的分析  41
    5.2.3 候选基因的抗枯萎病机制研究  41
    5.2.4 栽培西瓜候选基因的应用  41-42
参考文献  42-49
攻读学位期间获得的研究成果  49-50
致谢  50-51

栽培西瓜品种抗枯萎病基因Fon-1定位

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