小麥赤霉病是我國小麥生產(chǎn)上的重要病害,不僅嚴重降低產(chǎn)量,還產(chǎn)生真菌毒素。抗病資源匱乏是赤霉病未能得到有效控制的重要原因之一。穗發(fā)芽是我國小麥主產(chǎn)區(qū)的重要災害,穗發(fā)芽導致產(chǎn)量、品質(zhì)及種子活力降低。轉(zhuǎn)玉米Vp1基因可提高小麥的穗發(fā)芽抗性,但其調(diào)控機理仍不十分清楚。本研究包括兩部分工作。在第一部分中,鑒定了4個赤霉菌基因RNAi片段（Chs7-3,Chs7-4,Gls-6和Myo II-14）,體外轉(zhuǎn)錄的雙鏈RNA,能高效抑制赤霉病致病菌禾谷鐮刀菌生長。將這些RNAi片段及赤霉菌其它基因的RNAi片段,與穎殼特異啟動子Lem2或組成型啟動子Ubiquitin結(jié)合,經(jīng)農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)入小麥品種,篩選獲得轉(zhuǎn)基因小麥株系25個,接種鑒定其赤霉病抗性的結(jié)果如下:1.轉(zhuǎn)Lem2驅(qū)動的Chs7-3-Chs7-4小麥溫室花期接種表明,T5代2個轉(zhuǎn)基因株系（YULC2和YCLC）比未轉(zhuǎn)化揚麥158對照的赤霉病抗性顯著提高37%-43%;T6代田間花期接種鑒定中,3個株系（YULC2、YULC4和YCLC）比未轉(zhuǎn)化揚麥158對照的抗性顯著提高37%-49%,麥粒毒素含量降低53%-92%。2.轉(zhuǎn)Ubiquitin... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

小麥赤霉病病穗（A）及我國小麥赤霉病在1990年代中期之前的分布（Chenetal2000）（B）

華中農(nóng)業(yè)大學2019屆博士研究生學位論文2較低、危害較輕（圖1，橘色區(qū)域）；在北方麥區(qū)，多為偶爾發(fā)病區(qū)域（圖1，黃色區(qū)域）。但是，近年來隨著全球氣候變暖，以及農(nóng)田耕作制度變化，水稻-小麥、玉米-小麥輪作以及秸稈還田等措施推廣應用，導致小麥赤霉病發(fā)生流行頻率越來越高，2000年以來長江中下游小麥赤霉病已經(jīng)大流行7次，嚴重發(fā)病的很多田塊顆粒無收。同時，小麥赤霉病流行已向過去很少發(fā)病的北方小麥主產(chǎn)區(qū)擴展（袁淑杰等，2007），一些過去屬于輕度流行區(qū)域如黃淮流域的河南、山東等小麥主產(chǎn)區(qū)，現(xiàn)在也發(fā)病非常嚴重；黃淮麥區(qū)和關中麥區(qū)，近年也曾發(fā)生小麥赤霉病特大流行，一些黃淮麥區(qū)田塊發(fā)病極為嚴重，造成大面積減產(chǎn)。因此，赤霉病已成為廣泛影響我國小麥生產(chǎn)，以及食品安全的重要因素，目前尚未能得到有效控制。AB圖1小麥赤霉病病穗（A）及我國小麥赤霉病在1990年代中期之前的分布（Chenetal2000）（B）Fig.1WheatspikewithFusariumheadblightdisease(A)anddistributionofwheatscabinChinabeforethemid-1990s(Chenetal2000)(B)綠色：嚴重流行區(qū)域；橘色：輕度流行區(qū)域；黃色：偶爾流行區(qū)域

華中農(nóng)業(yè)大學2019屆博士研究生學位論文4禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的毒素主要包括脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON）、雪腐鐮刀菌烯醇（Nivalenol,NIV），以及它們的衍生物3-乙�；�-DON（3-acetyl-deoxynivalenol,3-Ac-DON）和15-乙�；�-DON（15-acetyl-deoxynivalenol,15-Ac-DON）等，這些毒素在禾谷鐮刀菌致病過程中具有重要作用。侵染我國麥類作物的禾谷鐮刀菌中，約80%產(chǎn)生DON毒素，20%產(chǎn)生NIV毒素，所以DON是污染我國小麥的主要真菌毒素（Yangetal2018;Zhangetal2007）。DON也是世界上污染量最大、污染范圍最廣的真菌毒素。Zhang等化學測定了湖北省2009年14個區(qū)域收獲的小麥籽粒的鐮刀菌毒素，含量分布為0.59-15.28mg/kg，其中12個區(qū)域的樣品超標（≥1mg/kg），有的超過規(guī)定限量達10倍以上（Zhangetal2013）。Dong等（2017）于2015和2016年收集江蘇11個不同小麥樣品，化學測定毒素結(jié)果表明，小麥籽粒的DON毒素含量平均分別為2.87mg/kg（2015）和2.6mg/kg（2016）。同時，收獲的麥粒在儲藏過程中毒素含量還會進一步增加（Yuanetal2018）。DON、圖2禾谷鐮刀菌生活周期（Trail2009）（左上角：PDA上的菌絲）Fig.2LifecycleofFusariumgraminearum(Trail2009)


本文編號：3408513