【摘要】：水稻的三大病害每年都會(huì)對(duì)水稻造成嚴(yán)重的減產(chǎn),其中主要以稻瘟病最為嚴(yán)重。使用分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)的方法改良作物品種的抗性被認(rèn)為是克服稻瘟病的最經(jīng)濟(jì)和最有效的方法。通過(guò)對(duì)Pi2等位基因的挖掘發(fā)現(xiàn)來(lái)自不同水稻品種的Pi2抗稻瘟病基因存在各種變異,主要結(jié)果如下:(一)在一些品種中,在Pi2基因組的1543-1545位點(diǎn)處存在3個(gè)堿基對(duì)的缺失。這些3bp的缺失導(dǎo)致半胱氨酸-精氨酸的丟失,同時(shí)發(fā)生甘氨酸替代。對(duì)Pi2基因組的1543-1545位點(diǎn)處發(fā)生缺失與不缺的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)兩者的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,該變化發(fā)生在對(duì)植物抗稻瘟病很重要的LRR區(qū)域。具有3bp缺失等位基因的水稻品種與未缺失的相比較,對(duì)于稻瘟病的抗性較差。單倍型分析表明,這3 bp的缺失僅在秈稻中普遍存在,且缺失3 bp的水稻品種表現(xiàn)出較差的稻瘟病抗性,這表明Pi2的缺失等位基因變異最近發(fā)生并被人為選擇。(二)針對(duì)該處開(kāi)發(fā)了功能性分子標(biāo)記Pi2-1,跨越Pi2基因的堿基對(duì)1543-1545位置。Pi2-1標(biāo)記在抗病品種中擴(kuò)增出1個(gè)片段長(zhǎng)度為62 bps的單一條帶;在感病品種中擴(kuò)增出2個(gè)片段條帶,一條為擴(kuò)增LOC-Os06g17920基因組所具條帶,片段長(zhǎng)度62 bps;另一條為擴(kuò)增Pi2基因組所具條帶,由于存在3個(gè)堿基缺失,因而片段長(zhǎng)度為59 bps。Pi2-1即為水稻抗稻瘟病基因Pi2的功能分子標(biāo)記。在水稻抗稻瘟病分子標(biāo)記鑒定時(shí),利用這個(gè)功能分子標(biāo)記進(jìn)行擴(kuò)增,再進(jìn)行標(biāo)記基因型鑒定,凡是擴(kuò)增出62bps單一條帶的,表明該品種不存在堿基缺失,Pi2基因功能正常,具有稻瘟病抗性。而擴(kuò)增出2個(gè)片段條帶的(62bps和59bps),則表明該品種Pi2基因存在3個(gè)堿基缺失,基因功能不正常,稻瘟病抗性較差。因此利用Pi2-1可快速高效地區(qū)分了具有良好和較差的稻瘟病抗性的水稻品種。(三)進(jìn)一步利用Pi2-1開(kāi)展MAS育種,定向改良感病水稻品種文香1號(hào)的稻瘟病抗性。試驗(yàn)結(jié)果證明,功能標(biāo)記Pi2-1基因型對(duì)抗病性表型的選擇效率達(dá)90%以上,利用標(biāo)記輔助選擇選育出的MAS-364、MAS-365、MAS-395和MAS-403品系具有優(yōu)異的農(nóng)藝性狀,且具有較好的稻瘟病抗性。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S435.111.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2718149