小麥品種（系）抗稈銹病性及TaBRI1和TaSugarX基因功能研究
發(fā)布時間：2021-07-28 10:57
禾柄銹菌小麥�；停≒uccinia graminis Pers.f.sp.tritici Eriks.&Henn.,Pgt）引起的小麥稈銹病曾在全球大規(guī)模爆發(fā)流行,并對小麥生產(chǎn)造成了巨大的產(chǎn)量損失。雖然20世紀(jì)70年代后該病害得到了有效控制,僅局部國家或地區(qū)零星發(fā)生,但隨著具有強(qiáng)毒力小麥稈銹菌新小種Ug99（TTKSK）在烏干達(dá)的出現(xiàn)（1999年）,之后不斷變異并快速傳播,至今在13個國家已產(chǎn)生了13個生理小種;意大利西西里島2016年又出現(xiàn)了近50年來對硬粒小麥中普遍利用的抗病基因Sr9e和Sr13具有聯(lián)合毒力的一新小種TTTTF,使全球小麥生產(chǎn)再次面臨巨大威脅。挖掘小麥抗源材料、開展稈銹菌種群毒力結(jié)構(gòu)分析以及探究抗病相關(guān)基因,可為小麥抗病育種和病害防控提供重要理論支撐。本論文從解析國內(nèi)主要小麥稈銹菌毒力結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn),研究分析國內(nèi)主要小麥品種（系）抗銹性,利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)并結(jié)合病毒介導(dǎo)的基因沉默手段驗(yàn)證小麥稈銹菌與小麥互作的抗病功能基因,取得了創(chuàng)新性研究成果,報道如下。1.利用已知小麥稈銹病抗病基因的43個單基因品系對我國當(dāng)前流行的7個小麥稈銹菌生理小種（21C3CTHQM、...
【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：133 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
–12020年Ug99及其變異小種的分布（Singhetal.,2015；Sridharetal.,2019）
第一章小麥稈銹病研究進(jìn)展161.5分子生物學(xué)技術(shù)1.5.1分子標(biāo)記技術(shù)分子標(biāo)記（molecularmakers）有廣義和狹義兩者之分：廣義上指可遺傳同時可檢測的蛋白質(zhì)或DNA序列，狹義上指能夠反映種群間或生物個體的基因組中差異的特異性DNA片段。從20世紀(jì)80年代低通量RFLP標(biāo)記技術(shù)到21世紀(jì)初高通量陣列標(biāo)記的應(yīng)用，再到2010年高通量測序標(biāo)記的廣泛使用，30年來分子標(biāo)記技術(shù)不斷的發(fā)展和優(yōu)化（圖1–2）（Mir&Varshney,2012）。相關(guān)分子標(biāo)記優(yōu)缺點(diǎn)比較（表1.3）（徐曉鳳，2016；王軍等，2005）。圖1–21980–2010年間分子標(biāo)記的發(fā)展（Mir&Varshney,2012）Figure1–2Thedevelopmentofmolecularmarkersduring1980–2010(Mir&Varshney,2012)表1.3分子標(biāo)記技術(shù)的比較（王軍等,2005）Table1.3Comparisonofmoleculartechnologies(Wangetal.,2005)標(biāo)記MakersRFLPSSRSTSRAPDCAPSAFLPSCARISSR主要原理限制性酶切Southem雜交PCR擴(kuò)增特異PCR擴(kuò)增隨機(jī)PCR擴(kuò)增PCR產(chǎn)物限制性酶切PCR產(chǎn)物特異PCR擴(kuò)增PCR擴(kuò)增核心技術(shù)電泳，分子雜交電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR探針/引物來源特定序列DNA探針重復(fù)序列設(shè)計引物FFLP探針序列等9~10bp隨機(jī)引物特異引物特定引物RAPD特征帶設(shè)計引物重復(fù)序列設(shè)計引物基因區(qū)域單/低拷貝區(qū)重復(fù)序列單拷貝區(qū)整個基因組整個基因組整個基因組整個基因組重復(fù)序列間隔單拷貝區(qū)
第一章小麥稈銹病研究進(jìn)展20virus,CbLCV）及非洲木薯花葉病毒（Africancassavamosaicvirus,ACMV），按載體自身特點(diǎn)可用于本生煙、番茄、擬南芥和木薯等基因沉默研究（Angell&Baulcombe,1997;Fofanaetal.,2004;Kjemtrupetal.,1998;Kumagaietal.,1995;Liuetal.,2002;Ratcliffetal.,2001;Turnageetal.,2002）。禾本科成功應(yīng)用的VIGS載體有水稻東格魯桿狀病毒（Ricetungrobacilliformvirus,RTBV）、雀麥草花葉病毒（Bromemosaicvirus,BMV）及大麥條紋花葉病毒（Barleystripemosaicvirus,BSMV）可應(yīng)用在水稻、小麥和大麥等禾本科作物上（Bennypauletal.,2012;Cakiretal.,2010）。BSMV屬于大麥RNA病毒的一種，由α、β和γ三部分構(gòu)成（Pettyetal.,1990）。γ部分通常用作構(gòu)建BSMV–VIGS載體，一種是在γb部分上游引入克隆位點(diǎn)，Cheng等（2011）利用此方法，同時在γb部分編碼區(qū)插入一個LIC（Ligationindependentcloning）位點(diǎn)（圖1–3），在雙子葉植物本生煙和單子葉植物大麥、小麥和二穗短柄草（Brachypodiumdistachyon）中可以有效的沉默八氫番茄紅素脫氫酶（Phytoenedesaturase,PDS）等基因。圖1–3本研究所用的BSMV的載體構(gòu)建（Chenetal.,2011）Figure1–3VectorconstructionofBSMVusedinthisstudy(Chenetal.,2011)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥常規(guī)育種技術(shù)概述及應(yīng)用[J]. 安霞,張海軍,蔣方山,呂連杰,陳軍,牟群,韓明明. 中國種業(yè). 2019(12)
[2]Progress in breeding for resistance to Ug99 and other races of the stem rust fungus in CIMMYT wheat germplasm[J]. Sridhar BHAVANI,David P.HODSON,Julio HUERTA-ESPINO,Mandeep S.RANDHAWA,Ravi P.SINGH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2019(03)
[3]轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 崔凱,吳偉偉,刁其玉. 生物技術(shù)通報. 2019(07)
[4]植物油菜素內(nèi)酯信號通路與植物免疫相關(guān)研究進(jìn)展[J]. 王喆,王璐,宋旭明,金路,王霞,周國鑫. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(04)
[5]綜述高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在生物中的應(yīng)用[J]. 孫墨可,孫曉文,田娟,董玉迪,郭來春,王春龍,張曼. 南方農(nóng)機(jī). 2018(19)
[6]植物中病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李姣,于宗霞,馮寶民. 分子植物育種. 2019(05)
[7]熒光定量PCR技術(shù)的原理及其在植物研究中的應(yīng)用[J]. 黃小玲,張登,廖嘉明,歐陽昆唏. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(25)
[8]黑龍江省83份小麥品種抗稈銹病基因的分子檢測[J]. 李丹丹,高越,徐曉鳳,玄元虎,曹遠(yuǎn)銀,李天亞,姚遠(yuǎn). 植物病理學(xué)報. 2019(02)
[9]油菜素內(nèi)酯對稻梨孢菌的抑菌活性[J]. 王夢姣. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(12)
[10]植物蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及其生理功能的研究進(jìn)展[J]. 涂文睿,蔡昱萌,顏婧,盧江,張雅麗. 生物技術(shù)通報. 2017(04)
博士論文
[1]蘋果蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MdSUT2.2應(yīng)答干旱和鹽脅迫調(diào)控糖含量的分子機(jī)制[D]. 馬齊軍.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]中國小（燕）麥稈銹病及Ug99遺傳防控技術(shù)研究[D]. 李天亞.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]我國小麥稈銹菌兼Ug99監(jiān)測新體系建立及其品種抗病基因分析[D]. 李偉華.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[4]小麥稈銹菌小種Ug99入侵的基因防控及相關(guān)機(jī)理研究[D]. 韓建東.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于轉(zhuǎn)錄組測序的小麥抗稈銹病機(jī)制初步探究[D]. 廖凱.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]北方小檗的銹子器與小麥稈銹菌小種及其抗源鑒定研究[D]. 徐曉鳳.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]24-表油菜素內(nèi)酯誘導(dǎo)葡萄抵抗霜霉病和灰霉病的研究[D]. 劉慶.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]基于轉(zhuǎn)錄組和VIGS技術(shù)發(fā)掘棉花抗黃萎病相關(guān)基因[D]. 鄭永杰.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號：3307785
【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
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【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
–12020年Ug99及其變異小種的分布（Singhetal.,2015；Sridharetal.,2019）
第一章小麥稈銹病研究進(jìn)展161.5分子生物學(xué)技術(shù)1.5.1分子標(biāo)記技術(shù)分子標(biāo)記（molecularmakers）有廣義和狹義兩者之分：廣義上指可遺傳同時可檢測的蛋白質(zhì)或DNA序列，狹義上指能夠反映種群間或生物個體的基因組中差異的特異性DNA片段。從20世紀(jì)80年代低通量RFLP標(biāo)記技術(shù)到21世紀(jì)初高通量陣列標(biāo)記的應(yīng)用，再到2010年高通量測序標(biāo)記的廣泛使用，30年來分子標(biāo)記技術(shù)不斷的發(fā)展和優(yōu)化（圖1–2）（Mir&Varshney,2012）。相關(guān)分子標(biāo)記優(yōu)缺點(diǎn)比較（表1.3）（徐曉鳳，2016；王軍等，2005）。圖1–21980–2010年間分子標(biāo)記的發(fā)展（Mir&Varshney,2012）Figure1–2Thedevelopmentofmolecularmarkersduring1980–2010(Mir&Varshney,2012)表1.3分子標(biāo)記技術(shù)的比較（王軍等,2005）Table1.3Comparisonofmoleculartechnologies(Wangetal.,2005)標(biāo)記MakersRFLPSSRSTSRAPDCAPSAFLPSCARISSR主要原理限制性酶切Southem雜交PCR擴(kuò)增特異PCR擴(kuò)增隨機(jī)PCR擴(kuò)增PCR產(chǎn)物限制性酶切PCR產(chǎn)物特異PCR擴(kuò)增PCR擴(kuò)增核心技術(shù)電泳，分子雜交電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR電泳，PCR探針/引物來源特定序列DNA探針重復(fù)序列設(shè)計引物FFLP探針序列等9~10bp隨機(jī)引物特異引物特定引物RAPD特征帶設(shè)計引物重復(fù)序列設(shè)計引物基因區(qū)域單/低拷貝區(qū)重復(fù)序列單拷貝區(qū)整個基因組整個基因組整個基因組整個基因組重復(fù)序列間隔單拷貝區(qū)
第一章小麥稈銹病研究進(jìn)展20virus,CbLCV）及非洲木薯花葉病毒（Africancassavamosaicvirus,ACMV），按載體自身特點(diǎn)可用于本生煙、番茄、擬南芥和木薯等基因沉默研究（Angell&Baulcombe,1997;Fofanaetal.,2004;Kjemtrupetal.,1998;Kumagaietal.,1995;Liuetal.,2002;Ratcliffetal.,2001;Turnageetal.,2002）。禾本科成功應(yīng)用的VIGS載體有水稻東格魯桿狀病毒（Ricetungrobacilliformvirus,RTBV）、雀麥草花葉病毒（Bromemosaicvirus,BMV）及大麥條紋花葉病毒（Barleystripemosaicvirus,BSMV）可應(yīng)用在水稻、小麥和大麥等禾本科作物上（Bennypauletal.,2012;Cakiretal.,2010）。BSMV屬于大麥RNA病毒的一種，由α、β和γ三部分構(gòu)成（Pettyetal.,1990）。γ部分通常用作構(gòu)建BSMV–VIGS載體，一種是在γb部分上游引入克隆位點(diǎn)，Cheng等（2011）利用此方法，同時在γb部分編碼區(qū)插入一個LIC（Ligationindependentcloning）位點(diǎn)（圖1–3），在雙子葉植物本生煙和單子葉植物大麥、小麥和二穗短柄草（Brachypodiumdistachyon）中可以有效的沉默八氫番茄紅素脫氫酶（Phytoenedesaturase,PDS）等基因。圖1–3本研究所用的BSMV的載體構(gòu)建（Chenetal.,2011）Figure1–3VectorconstructionofBSMVusedinthisstudy(Chenetal.,2011)
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小麥常規(guī)育種技術(shù)概述及應(yīng)用[J]. 安霞,張海軍,蔣方山,呂連杰,陳軍,牟群,韓明明. 中國種業(yè). 2019(12)
[2]Progress in breeding for resistance to Ug99 and other races of the stem rust fungus in CIMMYT wheat germplasm[J]. Sridhar BHAVANI,David P.HODSON,Julio HUERTA-ESPINO,Mandeep S.RANDHAWA,Ravi P.SINGH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2019(03)
[3]轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 崔凱,吳偉偉,刁其玉. 生物技術(shù)通報. 2019(07)
[4]植物油菜素內(nèi)酯信號通路與植物免疫相關(guān)研究進(jìn)展[J]. 王喆,王璐,宋旭明,金路,王霞,周國鑫. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(04)
[5]綜述高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在生物中的應(yīng)用[J]. 孫墨可,孫曉文,田娟,董玉迪,郭來春,王春龍,張曼. 南方農(nóng)機(jī). 2018(19)
[6]植物中病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 李姣,于宗霞,馮寶民. 分子植物育種. 2019(05)
[7]熒光定量PCR技術(shù)的原理及其在植物研究中的應(yīng)用[J]. 黃小玲,張登,廖嘉明,歐陽昆唏. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(25)
[8]黑龍江省83份小麥品種抗稈銹病基因的分子檢測[J]. 李丹丹,高越,徐曉鳳,玄元虎,曹遠(yuǎn)銀,李天亞,姚遠(yuǎn). 植物病理學(xué)報. 2019(02)
[9]油菜素內(nèi)酯對稻梨孢菌的抑菌活性[J]. 王夢姣. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(12)
[10]植物蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及其生理功能的研究進(jìn)展[J]. 涂文睿,蔡昱萌,顏婧,盧江,張雅麗. 生物技術(shù)通報. 2017(04)
博士論文
[1]蘋果蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MdSUT2.2應(yīng)答干旱和鹽脅迫調(diào)控糖含量的分子機(jī)制[D]. 馬齊軍.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]中國小（燕）麥稈銹病及Ug99遺傳防控技術(shù)研究[D]. 李天亞.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]我國小麥稈銹菌兼Ug99監(jiān)測新體系建立及其品種抗病基因分析[D]. 李偉華.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[4]小麥稈銹菌小種Ug99入侵的基因防控及相關(guān)機(jī)理研究[D]. 韓建東.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于轉(zhuǎn)錄組測序的小麥抗稈銹病機(jī)制初步探究[D]. 廖凱.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]北方小檗的銹子器與小麥稈銹菌小種及其抗源鑒定研究[D]. 徐曉鳳.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]24-表油菜素內(nèi)酯誘導(dǎo)葡萄抵抗霜霉病和灰霉病的研究[D]. 劉慶.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]基于轉(zhuǎn)錄組和VIGS技術(shù)發(fā)掘棉花抗黃萎病相關(guān)基因[D]. 鄭永杰.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號：3307785
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