在所有水稻病害中,稻瘟病對水稻危害最大,人們對稻瘟病的研究也最深入。隨著基因組序列研究的深入和分子遺傳工具的應用,水稻與稻瘟病互作已成為研究植物-病原體相互作用的模式系統(tǒng)。然而,在水稻與稻瘟病互作的早期關鍵階段,特別是關于水稻防御機制和分子過程,仍不清楚。伴隨著蛋白質(zhì)組學技術的發(fā)展,基于iTRAQ的定量蛋白質(zhì)學已成為研究水稻與稻瘟病互作這一復雜分子過程的有力工具。然而,時至今日,關于稻瘟病菌與水稻互作的蛋白組尚缺乏足夠可用的數(shù)據(jù)。目前,雖然在Pi2/9基因座上已克隆了Pi2、Pi9、Piz-t和Pigm等稻瘟病廣譜高抗基因,也已經(jīng)有人利用分子標記輔助選擇技術將該基因座的個別基因應用到育種中;但所用的標記,要么是與目的基因存在一定的遺傳距離的SSR標記,要么是不能真實反應基因本體的功能標記;這些標記應用在抗性育種中容易發(fā)生錯選或漏選,不適合大規(guī)模分子育種。另外,由于可用標記的空缺,目前生產(chǎn)中用到的品種和育種材料在Pi2/9基因座的遺傳信息,也尚難確定。因此,開發(fā)Pi2/9基因座上功能基因特異標記并用于育種具有重要意義。本研究采用基于iTRAQ的蛋白質(zhì)組學、生物信息學、代謝組學和分子育種學... 

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 植物-病原菌互作理論
        1.1.1 植物先天性免疫系統(tǒng)及其對病原物信號的識別轉(zhuǎn)導
        1.1.2 效應子和NB-LRR
    1.2 稻瘟病害研究進展
        1.2.1 稻瘟病發(fā)病特點及防治
        1.2.2 稻瘟菌的遺傳變異研究
        1.2.3 稻瘟病菌生理小種的分布及動態(tài)變化研究
        1.2.4 利用寄主遺傳異質(zhì)性防控稻瘟病菌的研究
    1.3 蛋白質(zhì)組學在水稻與病原菌互作研究中的應用
        1.3.2 蛋白質(zhì)分離技術
        1.3.3 蛋白質(zhì)鑒定技術
        1.3.4 蛋白質(zhì)定量技術
        1.3.5 蛋白質(zhì)的生物信息學分析
        1.3.6 稻瘟病蛋白質(zhì)組學研究進展
    1.4 抗稻瘟病水稻資源的篩選及應用
        1.4.1 抗源的發(fā)掘
        1.4.2 抗性資源在稻瘟病抗性基因克隆中的應用
        1.4.3 抗性資源在水稻育種中的應用
    1.5 Pi2/9基因座的特點及研究內(nèi)容
第二章 Pi2/9基因座與稻瘟病菌互作的蛋白質(zhì)組學分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 水稻材料及接種
        2.1.2 蛋白質(zhì)的提取、酶解和iTRAQ標記
        2.1.3 SCX分級、LC-MS/MS質(zhì)譜檢測和蛋白質(zhì)鑒定
        2.1.4 生物信息學分析
        2.1.5 代謝組學分析
        2.1.6 Western blot分析
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 接種后的NPB-Piz-t和日本晴受到稻瘟病侵染葉片表型和iTRAQ分析
        2.2.2 NPB-Piz-t感病反應和抗病反應的差異表達蛋白的比較
        2.2.3 對比日本晴接種KJ201、NPB-Piz-t接種RB22的NPB-Piz-t與KJ201反應的差異表達蛋白
        2.2.4 NPB-Piz-t抗病反應的特異差異表達蛋白
        2.2.5 RT-PCR分析gi|59800021表達模式
        2.2.6 NPB-Piz-t和NPB接種KJ201含硫代謝物的定量研究
        2.2.7 病程相關蛋白gi|20196、gi|55168113和gi|218199777的WesternBlot和qRT-PCR分析
    2.3 討論
        2.3.1 NPB-Piz-t與KJ201和RB22反應差異表達蛋白涉及Piz-t表達識別與非識別稻瘟病菌無毒蛋白
        2.3.2 KJ201-Piz-t/CK-Piz-t和RB22-Piz-t/CK-Piz-t對比差異表達蛋白具有不同的表達特征
        2.3.3 NPB-Piz-t抗性反應的保守差異表達蛋白參與能量和抗性途徑
        2.3.4 本章小結(jié)
    2.4 附表
第三章 Pi2/9基因座功能基因分子標記的建立及其應用
    3.1 材料與方法
        3.1.1 水稻材料與稻瘟病菌株
        3.1.2 稻瘟病菌接種與鑒定
        3.1.3 DNA提取
        3.1.4 DNA測序分析
        3.1.5 Pi2和Pi9基因特異性標記開發(fā)
        3.1.6 新開發(fā)標記的應用
        3.1.7 Pi9和Pi2改良系培育
        3.1.8 農(nóng)藝性狀考察及數(shù)據(jù)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 Pi9基因NBS2-5'UTRInDel標記的開發(fā)
        3.2.2 Pi2的LRR區(qū)間CAPS標記開發(fā)
        3.2.3 利用Pi2和Pi2的F2分離群體接種驗證Pi9-Pro和Pi2-LRR標記
        3.2.4 中國水稻品種(系)中Pi9、Pi2和Piz-t基因的鑒定
        3.2.5 含Pi2/Piz-t基因的15份水稻材料的抗性鑒定
        3.2.6 Pi9/Pi2基因的在抗性育種中的應用
    3.3 討論
        3.3.1 水稻稻瘟病抗性育種及分子標記輔助育種的研究
        3.3.2 Pi9-Pro和Pi2-LRR標記的開發(fā)及其適用性
        3.3.3 Pi9和Pi2在育種中的應用前景
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與創(chuàng)新點
    4.1 結(jié)論
    4.2 創(chuàng)新點
    4.3 下一步研究工作
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]水稻稻瘟病抗性變化及抗性基因克隆的研究進展[J]. 劉海濤,徐倩,何煒,魏林艷,張建福,謝華安.  福建農(nóng)業(yè)學報. 2016(05)
[2]抗稻瘟病Pi2/9/z-t基因特異性分子標記的開發(fā)[J]. 華麗霞,汪文娟,陳深,汪聰穎,曾烈先,楊健源,朱小源,蘇菁.  中國水稻科學. 2015(03)
[3]分子標記在雜交粳稻育種上的應用現(xiàn)狀及展望[J]. 牛付安,程燦,周繼華,袁勤,儲黃偉,曹黎明,羅忠永.  中國稻米. 2015(01)
[4]水稻稻瘟病防治方法研究進展[J]. 溫小紅,謝明杰,姜健,楊寶靈,邵艷龍,何偉,劉麗,趙毅.  中國農(nóng)學通報. 2013(03)
[5]云南省稻瘟病菌群體遺傳結(jié)構(gòu)研究[J]. 劉振華,李曉菲,王園媛,陳濤,王云月.  云南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學). 2013(01)
[6]2007～2011年黑龍江省稻瘟病菌生理小種鑒定[J]. 王桂玲,宋成艷,劉乃生,周雪松.  黑龍江農(nóng)業(yè)科學. 2012(11)
[7]利用分子標記技術聚合Pi-1和Pi-2基因改良三系不育系榮豐A的稻瘟病抗性[J]. 柳武革,王豐,劉振榮,朱小源,李金華,黃慧君,廖亦龍,朱滿山,付崇允,陳建偉.  分子植物育種. 2012(05)
[8]利用基因聚合技術改良一個優(yōu)質(zhì)水稻不育系的稻瘟病抗性[J]. 陳志偉,官華忠,王宗華,周元昌,潘潤森,毛大梅,段遠霖,吳為人.  福建農(nóng)林大學學報(自然科學版). 2012(05)
[9]廣西稻瘟病菌生理分化及對4個水稻品種的毒性測定[J]. 霍秀娟,李朝生,陸榮生,韓美麗.  南方農(nóng)業(yè)學報. 2012(06)
[10]湖南稻瘟病菌遺傳多樣性分析[J]. 童建新,任佐華,劉毅雄,俞海,劉二明.  雜交水稻. 2012(03)

博士論文
[1]湖北省稻瘟病重發(fā)區(qū)病菌群體致病性分化及水稻抗瘟基因的分析[D]. 楊小林.華中農(nóng)業(yè)大學 2012
[2]稻瘟病菌定向選擇的分子證據(jù)和抗稻瘟病近等基因累加系的分子選育[D]. 何月秋.中國農(nóng)業(yè)大學 1999

碩士論文
[1]粳稻兩系不育系7001S中抗稻瘟病基因的精細定位和候選基因分析[D]. 杜勇.四川農(nóng)業(yè)大學 2012



本文編號：3694112