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pm38在自然群体中优异单倍型变异鉴定【字数:9547】

2024-11-02 14:19编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1材料与方法4
1.1材料 4
1.1.1供试材料4
1.2.2 Pm38位点分子标记4
1.2实验方法5
1.2.1CTAB法抽提小麦基因组DNA5
1.2.2聚合酶链式反应(PCR)反应5
1.2.3 PCR扩增产物的检测6
1.2.4银染检测6
1.2.5 PCR高保真6
1.2.5 PCR产物回收纯化7
2 结果与分析7
2.1自然群体中Pm38基因分子检测结果7
2.2自然群体中Pm38基因抗白粉性水平及分布情况8
2.2.1自然群体抗白粉性水平8
2.2.2自然群体中Pm38基因分布情况10
2.3肯尼亚地方品种中Pm38基因分子检测结果11
2.4 Pm38基因等位变异检测结果13
2.5 exon11和exon12所在序列分析13
3 讨论 15
致谢16
参考文献16
Pm38在自然群体中优异单倍型变异鉴定
摘要
成株抗性基因Pm38具有抗白粉病功能,对叶锈、条锈和秆锈病均有抗性,携带该基因的小麦材料对多种生理小种具备水平抗性。本研究利用STS标记Cslv34对自然群体中兼抗基因Pm38进行分子检测,利用功能标记基因cssfr3以及cssfr4对肯尼亚地方品种进行精确检测,明确自然群体的抗白粉性水平以及分布情况,针对在分子检测中出现预期意外的条带进行了讨论,结合分子检测和材料抗性选取部分材料进行序列分析以明确是否存在新的变异类型。分子检测结果显示在384份自然群体中有43份材料携带Pm38基因,占11.2%、其中在28份中国地方品种中携带Pm38基因材料19份,比例高达67.6%,麦区中来自东北春麦区和长江中下游冬麦区携带Pm38比例相对较高;结合两种功能标记的共同结果显示在203份肯尼亚地方品种中13份材料携带Pm38基因,占6.4%;对Pm38基 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
因分子检测中等位变异类型进行了分析讨论;对部分自然群体中材料序列分析暂未发现新变异。
引言
小麦白粉病是由专性寄生真菌小麦白粉菌引起的一种世界性小麦病害,其特点是生理小种多、变异快,且随着宿主抗性基因的选择,从而发生共同进化发生,使得基因丧失或降低抗性,导致病害大流行[1,2]。感染白粉病一般可导致产量损失在5%10%[3],疫情严重时甚至超过30%。从20世纪70年代末开始,小麦白粉病已成为我国目前重要的病害之一,近几年白粉病发病面积一直保持在68万公顷。化学方法防治白粉病在初期虽有一定效果,但后期需要不断的投入人力、无力虽有一定成效但存在环境污染等生态问题。育种和推广抗病品种被认为是最经济、有效和安全的方式来防治小麦白粉病的发生[4]。
目前为止,80多个抗白粉病基因已经在小麦及其近缘种属中被发现,其中正式命名的有68个,分别位于40多个位点上,编号Pm1~Pm54。抗白粉病基因主要来源于普通小麦、小麦近缘种和小麦近缘属3类[5]。运用分子标记技术已将大部分抗白粉病基因分别定位在普通小麦A,B,D这3个染色体组上。
由于白粉菌生理小种的变异,国内多数推广品种丧失了白粉病抗性[6]。如无较好抗原用于提升品种白粉病抗性,随时可能导致白粉病大面积流行。在黄淮冬麦区和北部冬麦区,Pm8基本上已完全丧失抗性[7],Pm2和Pm4b在河北、安徽和江苏等地也在逐渐丧失抗性[8],抗性较好的Pm21的有毒性菌株目前已在甘肃、河北等地发现,这表明了病菌群体毒性着较强的协同进化能力且一直发生着变异[9]。利用能够长期抗病的抗性基因是当前解决抗性丧失的最有效途径之一。
近年来慢病性基因逐渐映入眼帘,对其得研究和使用的越来越受正视,培养携带慢病性基因的品种或材料成为目前国际抗病育种的主流。慢病性也称为成株抗性、水平抗性等,对病原菌小种无或较弱的专化性,一般由数量性状位点或微效基因进行控制,可对多种生理小种表现出抗性,从而降低病原菌生理小种的变异频率。具备成株抗性基因的材料在苗期表现为感病,而在成株期病菌侵染率低、从而表现中到高抗的效果,且抗性相对主效持久[10]。小麦抗白粉病基因Pm38、Pm39、Pm46均为成株抗性基因,不但对白粉病具备抗性,同时还兼抗条锈病、叶锈病和秆锈病,为“一因多效”类型[11]。在情况复杂大田条件下,小麦病害往往同时发生,不仅受白粉病的侵染,通常还受条锈病、叶锈病等其他病害,兼抗多种病害类型的基因Pm38能够有效解决此类问题,且Pm38具有持久抗性,其抗性保持已超过50多年,含有Pm38基因的品种在世界各地种植超过2600万hm2[12]。
抗白粉病基因Pm38的发现起源于叶锈病基因Lr34的发现,Lr34基因源自普通小麦,最早发现于加拿大品种Terenzio并被命名为Lr72[13],同时Dyck[14]将其定位于7D染色体上,在成株期时对叶锈病具有持久抗性,Suenaga[15]将其定位在7DS上,大大缩小其在染色体上的范围;在之后的研究中发现携带Lr34基因的材料种或品种同时具备具有叶锈病抗性,成株期时对叶锈病具有持久抗性,该抗叶锈基因被命名为Yr18[16],发现基与Lr34基因之间存在紧密连锁的关系[11];随后Spielmeyer等[17]发现携带Lr34基因的材料在成株期对白粉病存在抗性,且该抗性在重组自交系中随着Lr34基因抗感分离而分离,利用遗传作图对其验证,结果表明白粉病抗性的基因与Lr34和Yr18共分离,该基因被命名为Pm38[18]除此之外在该位点还发现Sr57基因,在成株期时对秆锈病具有持久抗性[19]。Pm38/Lr34/Yr18/Sr57均为成株抗性基因,且携带改基因的材料对白粉,条锈、叶锈和秆锈病均具有抗性[18],与其他已知的白粉病抗性基因相比,Pm38是由具有加性效应的微效基因组成,一般认为比主效基因(苗期抗性基因)抗性更持久[20]。

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