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水稻广谱抗瘟基因Pi9，Pi2，Pizt抗菌谱及稻瘟病菌遗传多样性分析

作　者: 王素华
导　师: 刘雄伦
学　校: 湖南农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻广谱抗瘟基因抗谱稻瘟病菌遗传多样性
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 52次
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内容摘要

由Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是水稻主要病害之一,抗病育种是控制该病害最经济有效的措施。Pi9、Pi2、Pizt是位于第6号染色体上的等位广谱抗瘟基因,已被成功克隆出来。本研究利用来自世界各主要稻区的稻瘟菌优势小种对Pi9、Pi2、Pizt单基因转基因系进行室内活体接种鉴定,通过比较分析Pi9、Pi2、Pizt的抗菌谱,为三个基因在抗病育种上的研究与利用打下重要基础。同时我们对实验用小种进行遗传多样性分析,了解不同来源小种间的亲缘关系。主要研究结果如下：1、从中国南方主要稻区及其他几个水稻生产国收集到106份稻瘟病菌生理小种进行离体保存,发现不同小种产饱能力差异较大。另外,稻瘟病菌培养过程中容易发生变异,如小种RB4培养过程中出现菌丝白化现象；小种CHL1788菌丝厚重,呈乳白色,营养生长旺盛,但不能产孢,丧失侵染能力。2、利用13对SSR引物对20个代表性稻瘟病菌株进行多态性分析,聚类分析结果将20个菌株划分为4个系谱群,来自韩国的小种KJ201与国内小种RB22差异极小,平行进化；国内小种RB16及菲律宾小种IC-17与其它小种差异显著,独成一类,证明地理位置并不是造成菌种间差异的主要原因。3、以粳稻品种日本晴(NPB)为背景的Pi9、Pi2、Pizt转基因近等基因系中,Gus基因在种胚中稳定表达,绝大多数株系已不再分离。从Gus表达率为100%的转基因纯系中挑选出NPB-Pi9#12、Pi2#5-8-4-2、Pi2#5-8-4-3、Pi2#5-8-4-5、Pizt#11-14-2-2、Pizt#11-15-2-2、Pizt#11-15-2-3、Pizt#11-17-6-3用于抗菌谱分析。4、利用现有的30个稻瘟病菌生理小种对9份水稻抗源材料进行活体接种,通过抗菌谱比较,发现75-1-127、5173、魔王谷、Jefferson、天津野生稻、谷梅2号对多个小种表现高抗,有较好的应用前景。5、利用41个稻瘟病菌生理小种对8个单基因转基因系进行接种鉴定,发现Pi9、Pi2、Pizt的抗感表型和抗菌谱与供体材料相似,Pi9、Pi2可能是供体材料唯一的主效基因。Pi9、Pi2抗菌谱较宽,Pi2和Pizt虽然高度同源但Pizt抗菌谱较窄。三个基因抗菌谱有部分重叠但又各不相同。利用IC-17及RB15对Pi2转基因系进行接种,发现转基因系比供体材料表现出更强的抗性,说明Pi2表达与遗传背景有关。通过对小种来源的初步调查可知：Pi9、Pi2、Pizt适用于广东、福建、贵州及湖南部分稻区,Pi9在湖南桃江稻区,Pizt在湖南烟溪稻区的利用有一定限制性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章文献综述  10-21
  1 抗瘟性鉴定的方法  10-11
  2 稻瘟病菌生理小种的研究  11-15
    2.1 病原生物学  11-12
    2.2 生理小种的鉴定和命名  12
    2.3 稻瘟病菌的致病性变异  12-13
    2.4 稻瘟病菌分子水平上的致病性遗传  13-15
      2.4.1 稻瘟病菌生理小种的遗传多样性  13-14
      2.4.2 稻瘟病菌无毒基因的分子标记及克隆  14-15
    2.5 稻瘟病菌基因组  15
  3 水稻品种抗性遗传及抗稻瘟病基因的研究  15-21
    3.1 水稻抗源材料的收集  15-16
    3.2 水稻稻瘟病抗性基因的鉴定  16
    3.3 广谱抗稻瘟病基因Pi9、Pi2、Pizt  16-21
第二章稻瘟病菌种的收集与保存  21-25
  1 材料与方法  21-22
    1.1 实验材料  21-22
    1.2 实验方法  22
      1.2.1 培养基的配制  22
      1.2.2 培养方法  22
      1.2.3 保存方法  22
  2 结果与分析  22-25
第三章接种用稻瘟病菌生理小种遗传多样性分析  25-29
  1 实验材料与方法  25-27
    1.1 实验材料  25-26
    1.2 实验方法  26-27
      1.2.1 稻瘟病菌液体培养的方法  26
      1.2.2 稻瘟病菌生理小种基因组DNA的提取  26
      1.2.3 PCR扩增  26
      1.2.4 PAGE凝胶染色过程  26-27
      1.2.5 数据处理  27
  2 结果与分析  27-29
第四章 Pi9、Pi2、Pizt转基因纯系鉴定  29-31
  1 材料与方法  29
    1.1 实验材料  29
    1.2 实验试剂  29
    1.3 实验方法  29
  2 结果与分析  29-31
第五章单基因转基因系的稻瘟病抗性鉴定  31-41
  1 材料与方法  31-35
    1.1 实验材料  31-32
    1.2 实验方法  32-35
      1.2.1 稻瘟病活体接种  32-33
      1.2.2 Pi9、Pi2、Pizt单基因转基因系中外源基因的表达  33-35
  2 结果与分析  35-41
    2.1 9个水稻抗源材料的稻瘟病抗谱分析  35-37
    2.2 Pi9、Pi2、Pizt基因的稻瘟病抗谱分析  37-39
    2.3 单基因转基因系中外源基因的PCR检测  39
    2.4 单基因转基因系中外源基因的表达分析  39-41
小结与讨论  41-43
参考文献  43-54
致谢  54-55
作者简历  55

水稻广谱抗瘟基因Pi9，Pi2，Pizt抗菌谱及稻瘟病菌遗传多样性分析

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