【摘要】：玉米灰斑病(gray leaf spot,GLS)是世界范圍內(nèi)造成產(chǎn)量損失較為嚴(yán)重的玉米葉部病害。目前最有效的防控玉米灰斑病的方法是通過發(fā)掘抗病材料及篩選抗病基因用于抗病品種的選育。本試驗(yàn)以含有齊319目標(biāo)抗病片段的染色體片段置換系(R)和感病材料為輪回親本掖478(S)為試材,田間接種并取樣,進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及生物信息學(xué)分析,結(jié)合qGLS1.02精細(xì)定位結(jié)果,篩選和克隆重要的抗玉米灰斑病候選基因,分析基因結(jié)構(gòu)和發(fā)病時(shí)期的表達(dá)模式,從而揭示玉米對(duì)灰斑病的抗性機(jī)理。主要研究結(jié)論如下:1.轉(zhuǎn)錄組測(cè)序共得536,328,566 clean reads,將所有樣品的reads序列與B73基因組參考序列進(jìn)行比對(duì),共有約83.42%reads比對(duì)到參考基因組上。通過差異表達(dá)基因分析,接種0 h抗感材料差異表達(dá)基因數(shù)目最少;掖478接種0h與其接種后65d的差異表達(dá)基因最多;GO分析表明,差異基因富集在代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞運(yùn)輸?shù)冗^程;KEGG分析表明,植物-病原體互作代謝通路顯著富集,Ca~(2+)在玉米防衛(wèi)真菌侵染的信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用,抗病材料的RIN4在ETI中參與了玉米灰斑病的早期抗性反應(yīng)。2.結(jié)合精細(xì)定位區(qū)間和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)基因差異倍數(shù)分析,將GRMZM2G153920預(yù)測(cè)為候選基因,命名為gls1,通過CDS序列比較發(fā)現(xiàn)S_gls1序列中存在17個(gè)堿基突變,9個(gè)堿基缺失。候選基因的表達(dá)量測(cè)定,表明R相對(duì)表達(dá)量82hpi極顯著上調(diào)表達(dá),說明82h是玉米抗灰斑病的重要時(shí)期。3.候選基因生物信息學(xué)分析表明,S_gls1氨基酸序列中發(fā)現(xiàn)9個(gè)氨基酸突變和3個(gè)氨基酸缺失;gls1編碼蛋白屬于Sugar transport superfamily;該蛋白由524個(gè)氨基酸組成,分子量為55.9 KDa,理論等電點(diǎn)為8.31,為不穩(wěn)定蛋白;R_gls1和S_gls1具有2個(gè)活性位點(diǎn);蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè),表明該蛋白定位于葉綠體類囊體膜置信值最大;R_gls1和S_gls1均具有9個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域,但跨膜結(jié)構(gòu)域位置不同;R_gls1和S_gls1編碼蛋白三維預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)差異明顯;該蛋白與高粱(putative polyol transporter)蛋白同源性最高,相似度為91.37%。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.131

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本文編號(hào)：2709904