• 主题
高级搜索  >
历史搜索 清空历史
首页> 中文学位 >马铃薯野生种S.pinnatisectum抗晚疫病基因分子作图及PME/PMEI家族基因表达分析
【6h】

马铃薯野生种S.pinnatisectum抗晚疫病基因分子作图及PME/PMEI家族基因表达分析

代理获取
页面导航
  • 目录
  • 摘要
  • 著录项
  • 相似文献
  • 相关主题

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 马铃薯概况

1.2 马铃薯晚疫病概况

1.3 马铃薯抗晚疫病遗传育种研究概况

1.4 马铃薯基因组学研究进展

1.5 本研究的目的及意义

1.4 技术路线

第二章 马铃薯野生种Solanum pinnatisectum抗晚疫病基因Rpi2遗传图谱构建与共线性分析

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.3 结果与分析

2.4 讨论

第三章 马铃薯基因组果胶甲酯酶及其抑制因子基因鉴定与抗晚疫病表达分析

3.1 前言

3.2 试验方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论

第四章 全文结论

参考文献

附录

缩略词

致谢

作者简介

展开▼

摘要

马铃薯(Solanum tuberosum L.)，属于茄科(Solanaceae)，茄属(Solanum)马铃薯亚属(Potatoe(G.Don)A'Arcy)马铃薯组(Petota Dumortier)。马铃薯起源于南美洲安第斯山脉，18世纪开始在欧洲广泛传播，至今已有约160个国家和地区种植。中国是世界马铃薯生产的第一大国，年种植面积总量和年总产量均位居世界其他国家和地区的首位。马铃薯晚疫病是由致病疫霉菌（Phytophthora infestans）引起的世界性重要病害，具有流行性强、蔓延速度快、致病程度严重等特点，被视为马铃薯生产的头号杀手。致病疫霉菌生理小种毒性不断变化给马铃薯抗病育种带来巨大困难，抗病基因随时面临抗性丧失的风险。因此，挖掘抗病新种质、研究抗病新基因、扩展抗病育种资源库对马铃薯抗晚疫病育种具有重要意义。 源自墨西哥的马铃薯二倍体野生种Solanum pinnatisectum具有优良的晚疫病抗性。本研究通过构建作图群体、筛选分子标记、共线性分析等手段对S.pinnatisectum无性系PI275233携带的抗病基因遗传机制进行了深入研究；通过晚疫病诱导表达的转录组测序数据分析，研究了S.pinnatisectum中抗病相关基因果胶甲酯酶及其抑制因子（PME/PMEI）对晚疫病的响应，筛选出晚疫病胁迫后抗感材料间差异表达的基因，为挖掘新的抗病相关基因，指导马铃薯抗病育种提供参考。主要研究结果如下： 1.通过抗病亲本S.pinnatisectum（PI275233）与感病亲本S.cardiophyllum（PI186548）杂交和回交，构建了931个BC1后代单株的遗传分离群体，离体叶片鉴定结果表明晚疫病抗病单株有440株，感病单株有491株，符合1:1分离比（χ2=2.794,P=0.095），说明野生种S.pinnatisectum（PI275233）对致病疫霉菌的抗性是由单基因控制，命名为Rpi2。 2.通过构建BC1群体的抗感池（BSA）筛选共计324对AFLP引物组合（196对E-A/M-C和128对E-A/M-A），从BC1群体中选择164株极端感病单株和101株极端抗病单株组成的小群体对抗性相关标记进行验证，获得距离抗病位点最近的两个标记为EAAC/MATC-330（0.8cM）与EAGC/MCGA-450（1.2cM），分别转为CAPS标记SpAFLP2和SpAFLP1。以EAGC/MCGA-450标记序列为探针在NCBI数据库中进行Blastn比对，获得23个ESTs拼接而成的Contig（命名为cEST1），并且在cEST1上发现一个已报道的RFLP标记TG572，据此开发了与SpAFLP1共分离的分子标记SPTG572。采用相似策略开发了分子标记SpAL21、SpCT226、SpGot2、SpT1756等与目标基因存在遗传连锁关系。通过筛选RGA引物，获得与目标基因遗传距离为2.8cM的RGA标记SpGrol-1。最终，构建了一个包含11个分子标记的遗传连锁图谱，距离目标基因Rpi2最近的两翼标记分别为SpT1756和SpAFLP2，遗传距离分别为1.6cM和0.8cM。 3.将连锁标记序列与马铃薯和番茄基因组序列进行同源比对，除过SpGot2-1和SpTG20外其余9个分子标记在马铃薯和番茄基因组7号染色体上均比对到同源序列，在马铃薯和番茄基因组上分别定位两个长度为2.9Mb和2.4Mb的同源区段。马铃薯基因组上StAFLP2和StT1756之间的物理距离约为84kb，但是中间存在一个长度50kb的Gap，未能完成拼接组装，导致区段内的序列信息对选择Rpi2候选基因失去参考价值。番茄基因组目标区段的拼接较为完整，而且在该区域注释了10个功能基因位点，其中3个功能基因属于NBS-LRR类抗病基因（Accession：Solyc07g056180.1,Solyc07g056190.2,and Solyc07g056200.2）。 4.在马铃薯DM基因组测序数据中共鉴定到35个StproPMEs、34个StPMEs和66个StPMEIs。基因名称根据PGSC蛋白质ID号从小到大排列后进行升序编号。对基因编码蛋白的长度、分子量、等电点、信号肽（SP）与跨膜结构域（TM）的有无等理化特征数据进行了分析和整理。综合亚细胞定位及SP/TM结构分析结果表明，所有StproPMEs/StPMEs/StPMEIs属于胞外基质。 5.系统发育及保守基序motif分析结果表明，StproPMEs能够划分为9个亚家族，命名为GroupⅠ~Ⅸ，35个StproPMEs蛋白序列中鉴定到28个保守基序motif；StPMEs能够被划分为3个亚家族，分别命名为GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ；StPMEIs被划分为9个亚家族，66个StPMEIs蛋白序列中鉴定到26个保守基序motif。 6.马铃薯不同组织表达模式分析发现，StproPMEs/StPMEs/StPMEIs中有部分基因在生殖器官（成熟花器和雄蕊）中特异表达，这些基因在其他组织和器官中几乎不表达，包括8个StproPME基因、4个StPME基因和9个StPMEI基因。参考拟南芥的研究结果以及雄蕊作为发育形成花粉的生殖器官，推测这些在雄蕊特异表达的基因参与了马铃薯花粉形成、花粉管伸长等生理过程。 7.致病疫霉菌侵染后转录组测序结果表明，StproPMEs/StPMEs/StPMEIs均有部分基因受病原诱导出现表达趋势变化，并且在抗感材料间呈现差异表达。马铃薯PME基因在响应致病疫霉菌侵染过程中，存在两种类型的表达模式。一种是基因在的表达与马铃薯对晚疫病的抗性正相关。例如，StproPME22在抗感材料中表达水平基因一致的情况下，接种晚疫菌后6h抗病材料表达量明显升高，而感病材料表达量则逐渐降低。另一种类型是基因的表达与马铃薯抗晚疫病的抗性负相关。例如，StproPME16、StproPME28和StPME28接种晚疫病菌后，在抗病材料中表达量逐渐降低，其中StPME28仅在抗病材料中特异表达。马铃薯PMEI基因中StPMEI23、StPMEI25、StPMEI29、StPMEI40、StPMEI45、StPMEI52、StPMEI60、StPMEI62等在抗病材料中特异表达，并且受病原菌诱导出现表达上调。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱：kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备：11010802029741号 ICP备案号：京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有

  • 客服微信

  • 服务号