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菰（Zizania latifolia Griseb.）中NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及其在渐渗杂交系中的遗传和表观遗传变异分析

作　者: 陈郁
导　师: 刘宝
学　校: 东北师范大学
专　业: 遗传学
关键词: 菰核苷酸结合位点富亮氨酸序列抗病基因同源序列遗传和表观遗传变异
分类号: S511.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 189次
引　用: 2次
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内容摘要

近年来，已有50多个植物抗病基因(R基因)被克隆并测序。这些从多种不同植物中克隆到的抗病基因在序列上有很大同源性，而且其编码的蛋白中存在一些非常保守的结构。这一现象广泛存在于抗病毒、细菌、真菌及线虫等病原的基因中。植物抗病基因编码的蛋白质大多含有富亮氨酸重复单位(LRR)和核酸结合位点(NBS)等结构。本研究根据烟草N基因和拟南芥菜RPS2基因编码区中的保守序列设计了寡核苷酸引物，用聚合酶链式反应(PCR)从野生稻—菰(zizania latifolia Griseb．)基因组DNA中扩增同源片段，获得了8条NBS-LRR类抗病基因同源序列(RGA，resistance gene analogs)。这8条RGA经序列测定后，用Bioedit软件及Clustal X软件进行分析，最后根据其结构特征被归为7类，均属于非TIR类NBS-LRR型抗病基因同源序列，并被定位在4条不同的水稻染色体上。利用这8条抗病基因同源序列为探针，分别对经TaqⅠ、MspⅠ、HpaⅡ消化的菰、水稻亲本松前、渐渗杂交系的基因组DNA进行Southern杂交，结果表明，抗病基因同源序列在渐渗杂交系中，既发生了序列变异，又发生了甲基化变异(含甲基化增加变异和去甲基化变异)。这一方面部分解释了渐渗系对某些病原表现为高抗而其水稻亲本表现为高感的可能原因，另一方面从表观遗传学的角度为抗病基因的进化提供了新的参考。同时，本研究也让人们对水稻-菰渐渗系有了进一步的了解。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
引言  8-21
  1 、表观遗传学与DNA甲基化的分子生物学研究进展  8-10
    1.1 表观遗传学  8
    1.2 DNA甲基化  8-10
  2 、抗病基因抗病性的分子机制及其克隆、结构、分类、进化  10-19
    2.1 抗病基因抗病性的分子机制  10-11
    2.2 抗病基因的克隆  11-14
    2.3 抗病基因的结构  14-15
    2.4 抗病基因的分类  15-17
    2.5 抗病基因的分子进化及其研究进展  17-19
  3 、菰及渐渗系  19-21
材料与方法  21-30
  1 、实验材料  21
  2 、实验方法  21-30
    2.1 植物基因组DNA的提取与纯化  21-22
    2.2 PCR引物设计  22
    2.3 NBS同源序列的扩增及PCR产物的克隆  22-25
    2.4 Southern杂交分析  25-27
    2.5 植物叶片总RNA的提取及RT-PCR  27-30
结果与分析  30-44
  1 、菰中NBS-LRR类抗病基因同源序列的扩增及产物分析  30
  2 、重组质粒中目的片段的筛选与回收  30-31
    2.1 重组质粒中目的片段的PCR扩增  30-31
    2.2 纯化产物制备为Southern杂交的探针  31
  3 、重组质粒中目的片段的序列测定与分析  31-36
    3.1 8条RGA序列的相似性比较  31-32
    3.2 8条RGA与已知部分NBS-LRR类抗病基因的聚类分析  32-34
    3.3 这8条RGA属于非TIR类NBS-LRR类抗病基因同源序  34-35
    3.4 8条RGA在水稻染色体上的定位  35-36
  4 、 RGA的Southern blot分析  36-42
    4.1 菰外源DNA渐渗引起的水稻基因组序列变异分析  36-39
    4.2 菰外源DNA渐渗引起水稻基因组中NBS-LRR类抗病基因同源序列或其侧翼序列的表观遗传变异分析  39-42
  5 、 RGA的表达  42-44
    5.1 提取植物菰，松前，RZ1，RZ2，RZ6，通35的叶片总RNA  42
    5.2 用DNaseⅠ除去RNA中残存的DNA污染  42-43
    5.3 RT-PCR  43-44
讨论  44-47
  1 、利用根据抗病基因保守序列设计的引物却扩增到大量反转座子序列的可能原因  44
  2 、物种专化序列在鉴别菰与其他物种形成的远缘杂种中的应用  44
  3 、用保守序列候选基因方法克隆抗病基因同源序列的利弊  44-45
  4 、克隆及研究RGA的意义  45
  5 、本研究对理解渐渗系的意义  45-47
结论  47-48
参考文献  48-59
致谢  59

菰（Zizania latifolia Griseb.）中NBS-LRR类抗病基因同源序列的克隆及其在渐渗杂交系中的遗传和表观遗传变异分析

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