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水稻多抗材料的初步创制

作　者: 张幸
导　师: 马炳田
学　校: 四川农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 水稻 稻瘟病 基因聚合 分子标记 抗虫 抗旱
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


水稻是全世界人口食用最多、历史最悠久的农作物之一。水稻稻瘟病、水稻螟虫、稻纵卷叶螟和干旱等因素是导致水稻减产最主要的因素,严重制约着我国农业的可持续发展。目前生产上主要还是通过化学农药防治,不仅增加成本和防治效果不理想,而且也因农药残留等问题而造成环境污染和影响人类健康。因此,培育多抗且抗性持久的水稻新品种,是解决稳产高产问题、促进农业可持续发展和保证我国粮食安全的关键之本研究通过分子标记检测供体材料和基础材料含有的稻瘟病抗性基因,通过杂交获得含有多个稻瘟病抗性基因的植株,将含有多个抗病基因、抗虫转基因、抗旱转基因的植株进行杂交,在分离世代中通过分子标记选育出多抗植株,再从中选出农艺性状优良的株系,实现了有利基因的聚合,克服了常规育种周期长,预见性差和选择效率较低的局限性,打破物种间生殖隔离,初步创造出有重要应用前景、多抗、广谱、高产、稳的水稻新材料。通过分子标记,检测到水稻材料R498中含有Pi40.pi9的同源片段；抗恢一号中含有Pikh、Pib、Pi9、Piz的同源片段；R06含有Pi40、Pi9.Pikm、Piz(?)勺同源片段；R1088中含有Pikh、Pita、Pi9、Pikm、Piz(?)勺同源片段：R727中含有pikh、Pita、Pi9Pikm、Piz的同源片段；R820中含Pi40、pi9、Pikm、Piz(?)的同源片段。采用全长PCR、重测序和特异分子标记检测了重要受体材料R498中5个稻瘟病抗性基因的同源序列,结果发现R498中Pikm(?)的Pikm1在编码区第695碱基处有9个碱基的插入,同时在第1071碱基处有一个碱基的缺失,使Pikm1在编码区第1145碱基处出现TAA,导致翻译提前终止；R498的Pi9与日本晴Pi9在chr6区段10386515-10388650的SNP相同,推测R498与日本晴的Pi9序列一致；R498含有pita和不具有全长的Pikh;R498与9311的Pid3序列一致。通过常规杂交转育和分子标记检测,本研究获得了转抗虫基因材料168份,转抗早基因的材料76份,同时含有抗虫抗旱基因的材料28份。通过人工接虫的方法,在室内和田间进行了部分转抗虫基因植株的抗性鉴定。结果表明：材料B21-1、B23抗性较好,田间枯心率分别为6.3%和1.9%,室内二化螟死亡率达90%和93.33%

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-9
一. 文献综述  9-16
  1. 稻瘟病的生物学特性  9-10
  2. 植物抗病基因研究进展  10-12
    2.1 植物抗病基因的特点及分类  10-11
    2.2 抗稻瘟病基因的研究进展  11-12
  3. 水稻抗虫研究进展  12-13
  4. 水稻抗旱研究进展  13-14
  5. 基因聚合改良水稻抗性  14-15
  6. 本研究目的与意义  15-16
二. 材料与方法  16-27
  1. 实验材料  16-19
    1.1 水稻材料  16
    1.2 标记引物序列  16-18
      1.2.1 Pikm、Pi9基因组全长扩增引物  17-18
    1.3 载体pEASY-Blunt Cloning Kit  18
    1.4 主要试剂  18
    1.5 主要仪器设备  18-19
    1.6 培养基  19
  2. 实验方法  19-27
    2.1 分子标记辅助选择  19
    2.2 性状聚合设计  19-20
    2.3 水稻基因组DNA的提取(CTAB法)  20-21
    2.4 PCR分子标记检测  21-22
      2.4.1 抗虫、抗旱分子检测均使用常规PCR(见表5)  21
      2.4.2 Pikm和Pi9全长扩增PCR体系及反应程序(见表6)  21-22
    2.5 PCR产物纯化和回收  22-23
    2.6 大肠杆菌感受态的制备  23
    2.7 大肠杆菌转化  23-24
    2.8 阳性克隆检测  24
    2.9 质粒的提取  24-25
    2.10 扩增片段测序与氨基酸序列分析  25
    2.11 转基因水稻材料对二化螟的抗性鉴定  25-27
      2.11.1 实验时间  25
      2.11.2 实验地点  25
      2.11.3 实验材料  25
      2.11.4 实验方法  25-26
      2.11.5 结果调查  26-27
三. 结果分析  27-50
  1. 稻瘟病抗性基因同源片段在水稻基础材料中的分布情况  27-31
    1.1 Pi40基因的分布情况  27
    1.2 Pikh基因的分布情况  27-28
    1.3 Pib基因的分布情况  28
    1.4 Pita基因的分布情况  28-29
    1.5 Pi9基因的分布情况  29-30
    1.6 Pikm基因的分布情况  30
    1.7 Piz基因的分布情况  30-31
    1.8 供体材料和基础材料稻瘟病抗性基因同源序列的分布情况  31
  2. R498中5个稻瘟病抗性基因同源序列分析结果  31-44
    2.1 Pikm  31-37
      2.1.1 Pikm扩增  31-32
      2.1.2 PCR产物回收检测  32
      2.1.3 阳性克隆检测  32-33
      2.1.4 序列比对  33-37
    2.2 Pi9  37-38
    2.3 Pid3  38-40
    2.4 Pita  40-42
    2.5 Pikh  42-44
  3. 多抗材料的初步创制  44-45
  4. 抗虫转基因植株的抗螟虫鉴定结果  45-50
    4.1 田间鉴定结果  45-46
    4.2 室内鉴定结果  46-49
    4.3 结果分析  49-50
四. 讨论  50-52
五. 进一步研究设想  52-53
参考文献  53-59
致谢  59

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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