一、我国小麦赤霉病抗性机制研究进展(论文文献综述)
廖森,方正武,张春梅,高德荣,胡文静[1](2021)在《小麦抗赤霉病遗传与机理研究现状与展望》文中提出小麦赤霉病是一种世界性的真菌病害,研究小麦的遗传与机理能为小麦抗赤霉病研究提供理论依据。小麦赤霉病抗性类型可以分为抗侵染(TypeⅠ)、抗扩展(TypeⅡ)、抗脱氧雪镰刀菌烯醇毒素(DON)积累(TypeⅢ)、籽粒抗性(TypeⅣ)、耐病性(TypeⅤ)5种,前两者是目前小麦抗赤霉病研究的主要途径。迄今为止,已定名的抗性基因有7个,为Fhb1~Fhb7,但仅Fhb1和Fhb7被克隆,正在被逐渐应用在小麦抗赤霉病育种中。小麦赤霉病的抗性机理分为被动抗性(形态抗性)和主动抗性(生理抗性)2种。本文主要从小麦赤霉病危害、抗赤霉病主效基因和其他抗赤霉病QTL定位、生理和形态抗性机制研究进展等方面对小麦抗赤霉病的部分研究现状进行总结。提出在抗性基因克隆的基础上,结合细胞生物学、分子生物学,利用基因沉默、基因编辑等方法更进一步地对抗病遗传机制和机理进行研究,为小麦抗赤霉病遗传育种奠定基础。
苏培森[2](2021)在《小麦赤霉病抗病机制研究进展》文中进行了进一步梳理小麦赤霉病是一种小麦穗部病害,严重影响小麦的产量和品质。挖掘小麦赤霉病抗性基因,揭示其抗病机制,对于提高小麦赤霉病抗性,推动小麦赤霉病抗性育种进程具有重要的意义。系统阐述了抗赤霉病相关QTL、多组学研究、细胞壁防卫、信号转导、次生代谢物合成、识别应答等小麦赤霉病抗性机制的研究进展,并对未来小麦赤霉病抗性机制的研究方向进行了探讨。希望以此加深研究者对小麦赤霉病抗性机制的了解,为未来小麦抗赤霉病分子机制研究提供理论基础,为小麦抗赤霉病遗传改良提供丰富的基因资源。
张勇,胡文静,张春梅,蒋正宁,吕国峰,高德荣[3](2021)在《我国“十三五”育成小麦新品种(系)抗赤霉病进展分析与展望》文中研究指明小麦赤霉病严重威胁我国粮食和食品安全,培育抗赤霉病小麦品种是解决该病害最经济有效的途径。20世纪90年代后,以扬麦158为代表的扬麦、宁麦系列中抗赤霉病品种的育成和大面积推广有效抵御了长江中下游麦区的赤霉病危害,使我国抗赤霉病育种处于国际领先水平。尽管全球明确了7个抗赤霉病基因,为开展抗赤霉病育种提供了重要支撑,但由于赤霉病抗性机制复杂,实现高抗与高产的协调仍极其困难,抗赤霉病仍是当前及未来我国小麦育种的主要目标。对"十三五"期间我国小麦新品系和审定品种的抗性情况以及我国抗赤霉病育种方面取得的进展进行了综述,并提出了重视挖掘和利用扬麦等推广品种中优异抗性基因、将Fhb1导入扬麦等主栽品种的育种技术路线和重视表型精准鉴定等建议,以期为实现我国抗赤霉病育种突破提供借鉴。
楼杨[4](2021)在《禾谷镰刀菌MFS蛋白应对环境胁迫的功能研究》文中进行了进一步梳理小麦赤霉病是当前制约小麦产量和麦类食品安全的主要病害之一。禾谷镰刀菌(Fusarium gramnearium)作为该病的主要致病菌,能快速响应外界胁迫,展现出较强的环境适应性。但目前其胁迫应对机制尚不清楚。主要协同转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS)普遍存在于各类生物中,借助细胞内外的电化学浓度梯度促进各类底物的跨膜转运,在微生物应对环境胁迫中十分重要。白色念珠菌MFS转运蛋白FLU1和酿酒酵母FLR1能运输去甲基抑制剂等有毒物质;灰霉病菌MFS转运蛋白Bcmfs G介导植物抗菌物质硫代葡萄糖苷水解产物的外排。本研究通过生物信息学、遗传学和生物化学的实验方法,解析了43个禾谷镰刀菌MFS蛋白在应对杀菌剂、抑菌物质和离子胁迫中的功能。研究结果如下:1.测定43个突变体对6类常见杀菌剂的敏感性发现:DHA类MFS蛋白FgQdr2参与调控禾谷镰刀菌对咪鲜胺、戊唑醇、咯菌腈和异菌脲等多种药剂的转运;DHA类MFS转运蛋白FgAfl T仅特异性转运唑类杀菌剂咪鲜胺。机制研究发现FgQdr2以一种协同转运阳离子的方式反向运输药剂,K+/H+能激活FgQDR2的表达。2.测定43个突变体对植物和微生物产生的抑菌物质的敏感性发现:FgQdr2参与植保素的转运;DHA类转运蛋白Fg06569、FgFfz1和FgMfs2参与调控草酸青霉和蓝状菌产生的拮抗物质的转运。3.离子敏感性和基因转录水平测定发现:Fpn1类转运蛋白FgFpn1调控铁离子的转运,PrsC类转运蛋白FgPrsC参与镁离子的转运,SIT类转运蛋白FgStr3和FgMir B参与铁离子代谢平衡的过程。4.针对参与胁迫响应的上述蛋白进行其他生物学功能探究发现:FgQdr2参与调控禾谷镰刀菌的菌丝生长、致病性及DON毒素合成、有性及无性繁殖等多个生理学过程;PrsC类转运蛋白Fg05119参与调控禾谷镰刀菌的有性繁殖和致病性;SIT类转运蛋白FgSit1参与调控禾谷镰刀菌的无性繁殖。本文研究了MFS蛋白在禾谷镰刀菌应对杀菌剂、抑菌物质和离子胁迫中的功能,为禾谷镰刀菌的环境适应性研究提供了理论依据,丰富了真菌中MFS蛋白功能的研究,并为小麦赤霉病的防治提供新的思路。
朱素芹[5](2021)在《小麦感赤霉病突变体感病基因的遗传定位》文中研究说明赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是由禾谷镰刀菌引起的真菌性病害。小麦赤霉病抗性是多由基因控制的数量性状位点,且赤霉病表型受温度和环境多方面因素影响。挖掘并利用抗、感赤霉病QTL对于解析抗感机制和培育抗性品种均具有重要的意义。小麦品种宁7840是携带Fhb1的抗赤霉病品种。本实验室前期对宁7840进行EMS诱变获得一株稳定的感赤霉病突变体,并与野生型杂交通过单粒传法构建重组自交系(RIL)群体。本研究通过对RIL群体进行连续多年的赤霉病接种鉴定,计算病小穗率(PSS)并测定了发病籽粒中的DON毒素含量。为了挖掘赤霉病感病突变位点,筛选了 RIL群体中的极端抗病单株与极端感病单株,分别接种绿豆汤(对照)与赤霉菌,在接种72h后对接种小穗及上下一节部位提取RNA,进行混池转录组测序以及55k SNP芯片分析。筛选了 RIL群体中与赤霉病抗性相关联的SNP差异位点。结果表明:RIL群体的PSS两年呈极显着正相关,且呈现抗感分离,感病品系的PSS显着高于野生型宁7840;利用LC-MS测定发病籽粒中DON毒素含量,发现高抗品系和高感品系籽粒中积累的DON含量呈极显着差异,病小穗率及籽粒中DON毒素含量两两之间呈极显着正相关;通过构建极端抗、感株系的RNA混池结合转录组测序和信号路径分析,发现病原菌响应的信号路径与突变体中基因变异导致的信号路径高度重合,表明野生型中相关基因的变异可能导致突变体失去对病原菌的响应能力;筛选到抗、感池与赤霉病抗性显着关联的差异SNP位点,同时将该SNP转化为dCAPS标记,DRnaN98dC20,并将其定位于小麦3DL染色体上607.34Mb至615.49Mb之间,物理距离8Mb。该位点与已报道的QTL位点不同,推测该位点可能为新的调控赤霉病抗性的位点。由于野生型和感病突变体均携带抗赤霉病主效基因为Fhb1,推测突变体中的变异基因很可能是Fhb1抑制因子或者信号路径中的关键感病因子。先前报道的赤霉病研究中,关于抗病基因的文献较多,而感病基因相关研究甚少,本研究结果对后续为后续的精细定位和克隆奠定了基础,对赤霉病抗性机制的解析具有一定的参考价值。
张语卉[6](2021)在《小麦抗赤霉病主效QTL Fhb1在活体和离体条件下的效应解析》文中研究指明小麦赤霉病是主要由禾谷镰刀菌引起的全球性病害,不仅会导致产量下降,而且危害人畜健康。Fhb1介导赤霉病扩展抗性,是截至目前抗性效应较大且抗性最为稳定的位点,但对其抗性机制的认识还很有限。本文以Fhb1抗、感近等基因系为材料,分别在活体和离体条件下对Fhb1的抗性效应进行解析。在活体研究中,以11对Fhb1抗、感近等基因系为材料,比较了顶部双花滴注法(UBFI)、基部双花滴注法(BBFI)和基轴节间注射法(BRII)鉴定赤霉病抗性的特征及收获后籽粒中积累的DON含量,分析了各方法的优缺点,为赤霉病抗性表型的精准评价提供参考。在离体研究中,以一对Fhb1抗、感近等基因系为材料,将三个发育阶段(花后5天、15天和25天)的三种小麦组织(穗轴、籽粒和内外颖)与禾谷镰刀菌共培养在水琼脂培养基和TBI产毒培养基上,比较了这对近等基因系不同组织对病原菌生长和产毒的影响差异,以揭示Fhb1的抗性机制。主要研究结果如下:以Fhb1近等基因系为材料,比较了穗基部双花滴注法、穗顶部双花滴注法和基部穗轴注射法的差异,发现三种接种方法下Fhb1近等基因系间的病小穗率均达到了极显着差异(P<0.01)。对于感病品种而言,穗基部双花滴注法容易引起接种点上部小穗早枯现象;虽然顶部双花滴注法不会引起穗早枯现象,但会缩小抗、感间病小穗率的差异;收获后测定籽粒中毒素发现,基部双花滴注法下DON含量在抗、感近等基因系间无显着差异(P>0.05);基轴节间注射法下DON含量在抗感间达到了显着水平(P<0.05,平均差值大于100PPB);而在顶部双花滴注法下抗、感材料间DON含量差异最大化,达极显着差异水平(P<0.01,平均差值大于1000PPB),说明毒素含量与接种方法或侵染点有很大的关系。在对Fhb1离体条件下的效应研究中发现,在水琼脂培养基上,近等基因系所有组织都促进了病原菌的生长,但没有诱导DON的积累,说明组织本身不能刺激DON的产生。在TBI培养基上,外源性毒素诱导物质刺激病原菌产生DON,而Fhb1的效应取决于组织类型和发育阶段,对禾谷镰刀菌的抑制作用在很大程度上依赖于DON的积累。颖壳在小麦抗赤霉病中的作用被低估或忽视,其可能在抑制病原菌生长和DON积累方面起决定性作用。
葛文扬[7](2021)在《长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7的图位克隆及功能解析》文中研究指明小麦是全球种植面积最大,分布最广的重要粮食作物,全球超过三分之一的人口以小麦作为淀粉、蛋白质、矿物质及维生素等人体所需物质的主要来源。小麦赤霉病是一种主要由禾谷镰孢菌等病原菌引起的严重穗部病害,不仅严重危害小麦产量及品质,其病原菌在侵染的同时还会产生多种真菌毒素进一步威胁人畜健康。然而目前赤霉病的有效抗源并不多,因此挖掘新的主效抗赤霉病基因,对于解决这一世界性难题具有重要意义。长穗偃麦草是一种多年生禾本科植物,具有多种优良性状,对包括小麦赤霉病、锈病等在内的多种病害均具有良好抗性。本研究利用图位克隆技术分离到来源于十倍体长穗偃麦草的抗赤霉病QTL Fhb7的候选基因,采用遗传转化等多种方式验证了该基因的功能,并进一步对该基因抗病机制及进化机制进行解析,主要研究结果如下:1.本研究利用普通小麦、大麦与本实验室组装的二倍体长穗偃麦草参考基因中组高可信度基因的蛋白序列进行同源性分析。同时基于直系同源基因利用移动平均模型(MA)计算Ks值,估算E基因组与小麦A、B、D亚基因组的分化时间大约在4.77-4.96百万年前。此外还进一步利用黑麦、异形花草、簇毛麦、旱麦草、新麦草这5个二倍体小麦族物种的转录组测序数据以及小麦参考基因组和大麦参考基因组,筛选出直系同源基因构建系统进化树,结果发现在这几个小麦族物种中E基因组与小麦A、B、D基因组亲缘关系最近。2.根据二倍体长穗偃麦草(E)参考基因组开发分子标记,利用小麦-十倍体长穗偃麦草染色体异代换系K11463[7el1(7D)]、K2620[7el2(7D)]构建了一个BC6F1群体,同时构建了一个含ph1b突变位点的定位群体。筛选自交后代共19200个单株,将Fhb7定位在分子标记Xsdau K79(739708845bp)与Xsdau K80(740852646bp)之间,其物理区间大约为1.2 Mb。通过对7el1(7D)、7el2(7D)和二倍体长穗偃麦草穗部接菌处理转录组数据的分析,发现只有2个候选基因在7el2(7D)基因组和E参考基因组中特异表达。根据关键重组体的表型数据进行分析,最终将基因Fhb7锁定在仅包含单一表达基因的245 Kb区域(该基因功能注释为谷胱甘肽巯基转移酶,Glutathione S-transferase)。利用BMSV-VIGS技术诱导基因沉默并进行离体叶片赤霉病鉴定结果显示,该候选基因沉默后叶片坏死斑面积明显增大。同时,我们采用EMS化学诱变构建了一个TILLING突变群体,通过Sanger测序检测发现有5株非同义突变体及两株提前终止突变体的赤霉病抗性有不同程度的下降。此外,本研究通过遗传转化,获得了两个受体背景的Fhb7候选基因的原始表达转基因株系和一个受体背景的过量表达转基因株系,并对不同的转基因株系进行穗部赤霉病表型鉴定。结果显示,鉴定的3个科农199背景下的原始表达转基因株系均大幅度提高赤霉病抗性;Fielder背景下鉴定的12个原始表达株系中有11个株系抗性大幅度提高,部分转基因株系抗性水平与抗病亲本类似;以上证据充分证明了该候选基因是目标克隆的主效抗赤霉病基因Fhb7。另外,我们鉴定了以小麦品种Fielder为受体3个的过量表达转基因株系,其中22-3赤霉病抗性水平超过抗病亲本,类似于苏麦3号,22-5、22-6转基因株系在不同世代赤霉病抗性表现不稳定;进一步通过高分辨质谱检测显示,在发病过程中22-5株系穗部的解毒效应远低于含有Fhb7的抗病易位系,导致其抗性降低,但DNA、RNA和蛋白层面等分子水平证据尚待进一步研究。3.基因Fhb7表达受到单端孢霉烯族毒素脱氧雪腐镰刀烯醇(DON)的诱导,通过DON毒素胁迫实验,证明基因Fhb7可以提高植物和酵母对DON毒素的耐受能力;通过液相色谱高分辨质谱(LC-HRMS),我们发现Fhb7编码的蛋白可以打开DON毒素重要毒性来源的C-12,13环氧基团,并催化其形成去环氧化的谷胱甘肽加合物(DON-GSH),从而产生解毒效应。鉴于该环氧基团在A型和B型单端孢霉烯族毒素中的保守性,进一步研究发现Fhb7可以对3-ADON、15-ADON、NIV、T-2、HT-2、Fus-X、Das等一系列镰孢菌属分泌的毒素进行GSH衍生化,对单端孢霉烯族化合物具有广谱解毒功能。基于此结果我们经过筛选发现Fhb7对假禾谷镰孢菌和亚洲镰孢菌在转基因离体叶片上表现出显着抗性,其转基因植株对茎基腐病也具有良好抗性。4.本研究发现在一种禾本植物内生真菌香柱菌基因组中的单拷贝基因与Fhb7相似性高达97%,进一步的比对分析发现Fhb7的序列在多个Epichlo?属的内生真菌中均有分布。此外,通过筛选发现在鹅观草、纤毛鹅观草等其他小麦族物种中同样含有Fhb7同源基因,该结果暗示,小麦族原始祖先亲本在早期可能与某种Epichlo?属的内生真菌存在共生关系,通过基因水平转移将Epichlo?Fhb7的DNA整合到小麦族宿主植物基因组中,从而使小麦族植物进化出抗镰孢菌属病原菌侵染的功能。
张露凡[8](2021)在《小麦抗赤霉病基因PFT互作基因TaRBL的克隆及功能分析》文中研究说明赤霉病主要是由禾谷镰刀菌属引起的,能够破坏几乎所有的主要谷类作物,特别是小麦,使我国小麦严重减产,对我国粮食生产和食品加工方面造成严重影响。然而,目前在高抗品种的选育方面并未取得良好的进展。因此,挖掘和研究小麦抗赤霉病基因,对于提高小麦对抗赤霉病的抵御力和解析其中的抗赤霉病基因生长反应机制具有十分重要的意义。据前人研究发现,PFT(pore-forming toxin-like)(Ta PFT)基因是位于Fhb1位点上的抗性基因,但PFT的抗性机理并不清楚。本实验室前期利用PFT为诱饵蛋白筛选小麦酵母双杂文库后得到候选互作基因TaRBL(ricin-B-like lectin),TaRBL编码篦麻毒素类凝集素。本研究通过在小麦品种苏麦3号中克隆得到TaRBL基因,构建酵母表达载体和双分子荧光互补载体验证TaRBL基因与Ta PFT基因互作,利用VIGS技术在小麦中对TaRBL基因进行初步功能验证,分析TaRBL基因在小麦抗赤霉病过程中的抗病机理。主要研究结果如下:1.利用文库插入序列在小麦基因组网站比对获得TaRBL全长编码区(CDS)序列,设计特异引物,利用苏麦3号cDNA通过PCR扩增得到了TaRBL基因CDS全长,经过序列分析表明该基因CDS全长为1023 bp,编码含有340个氨基酸的蓖麻毒素类凝集素蛋白。2.构建酵母表达载体对TaRBL基因与Ta PFT基因进行互作验证,结果显示该基因与Ta PFT基因在酵母中能够发生互作。构建双分子荧光互补载体在烟草中进一步验证互作关系,结果显示该基因与Ta PFT基因能够在烟草细胞中发生互作。这些结果表明TaRBL基因与Ta PFT基因在植物体外和体内均存在互作。3.通过对抗病品种苏麦3号和感病品种济麦22接种禾谷镰刀菌孢子,然后对接种的小麦TaRBL基因进行实时荧光定量分析,检测该基因在各个时间点的相对表达量,结果显示TaRBL基因受禾谷镰刀菌诱导后在抗病品种苏麦3号中上调表达,在感病品种济麦22中下调表达,表明TaRBL基因表达受赤霉病诱导,且其表达量与赤霉病抗性呈正相关。4.分别以抗病品种苏麦3号和感病品种济麦22为材料,利用BSMV-VIGS技术于穗期对TaRBL基因进行沉默,并接种禾谷镰刀菌鉴定沉默植株的抗性变化。结果显示沉默抗病品种苏麦3号的TaRBL基因后,导致其赤霉病抗性显着降低;沉默感病品种济麦22的TaRBL基因后,导致其明显更感病,抗性进一步降低。这些结果表明TaRBL基因沉默会降低小麦赤霉病抗性。5.构建TaRBL基因过表达载体,利用农杆菌介导法对感病小麦济麦22进行遗传转化,通过GUS染色和PCR扩增等方法鉴定转基因阳性植株。进一步通过离体叶片接种赤霉病孢子悬浮液方法对转基因阳性植株进行赤霉病抗性鉴定后显示TaRBL过表达小麦的赤霉病抗性显着提高,表明TaRBL为小麦赤霉病抗性基因。综上,本文克隆了TaRBL基因全长,生物信息学分析显示其编码蛋白为篦麻毒素类凝集素。通过不同抗感品种接种禾谷镰刀菌后的基因定量研究和VIGS技术对基因进行功能分析后表明该基因具有正调控的抗赤霉病作用。进一步通过构建过表达载体转小麦获得阳性转基因植株,并对其通过离体叶片进行赤霉病抗性鉴定后发现TaRBL过表达小麦的赤霉病抗性显着提高,证明TaRBL为小麦赤霉病抗性基因。该研究结果为培育新的抗病品种提供了基因基础和理论依据,对于解析小麦抗赤霉病机制提供新途径。
朱展望[9](2020)在《利用全基因组连锁分析和关联分析定位小麦赤霉病抗性基因及分子标记开发》文中进行了进一步梳理赤霉病是最重要的小麦病害之一,严重影响小麦产量和品质,产生的真菌毒素危害食品安全。选育和利用抗病品种是降低赤霉病危害的有效手段,抗性遗传研究是抗病育种的重要基础。本研究在4个环境下对240份国内小麦品种(系)组成的自然群体进行赤霉病抗性鉴定,用90K SNP芯片进行基因型分析,用TASSEL软件混合线性模型进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS);在5个环境下对包含174个家系的扬麦16/中麦895加倍单倍体(doubled haploid,DH)群体进行赤霉病抗性鉴定,用660K SNP芯片进行基因型分析,用IciMapping软件进行QTL定位。在自然群体中发现5个较为稳定的抗赤霉病位点,分别位于1AS、2DL、5AS、5AL和7DS上,解释表型变异的5.6%、10.3%、5.0%、5.4%和5.6%,其中5AS、5AL和7DS位点可能为新的抗病位点。在扬麦16/中麦895群体中共检测到7个稳定的抗赤霉病QTL(quantitative trait loci)。QFhb.caas-4AS、QFhb.caas-5AL和QFhb.caas-6BS可能为新位点。QFhb.caas-4BS和QFhb.caas-4DS应分别为矮秆位点Rht-B1和Rht-D1,并与花药外露率(anther extrusion,AE)关联。开发了FHB-1AS-STS、FHB-5AS-KASP、FHB-5AL-CAPS、InDelAX-89588684和KASPAX-110917097等5个抗赤霉病位点连锁的PCR标记。通过分析229份小麦品种(系)Fhb1区段内PFT(pore-forming toxin-like)、HC(HCBT-like defense response protein)和His(histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系,发现His-I为抗病单倍型,开发了功能标记His-InDel。基因检测和系谱分析表明,中国小麦品种所含Fhb1主要源自宁麦9号。在自然群体中筛选了23份农艺性状优良的抗赤霉病品种(系),在扬麦16/中麦895群体中筛选了5份高产抗赤霉病DH系,可以优先用于抗赤霉病育种。本研究发现的抗赤霉病QTL、筛选的抗病种质以及开发的分子标记有助于提高抗赤霉病育种的效率。
曹静[10](2020)在《小麦赤霉病抗性突变体分析及关联突变位点定位》文中进行了进一步梳理赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是威胁小麦安全生产的严重病害,导致小麦穗部腐烂,直接造成籽粒干瘪皱缩粒重降低并且积累呕吐毒素DON。伴随着全球温室效应加剧以及栽培耕作制度的变化,该病害的流行愈渐频繁,发病程度也逐渐加重。赤霉病抗性受多数基因调控,抗病机制非常复杂。培育抗病品种是从源头上控制赤霉病的最有效策略,而挖掘并利用有效抗性基因可加速品种培育。小麦品种宁7840因携带抗赤霉病主效基因Fhb1,表现为中抗到高抗赤霉病,单花滴注平均病穗率5%-20%。对宁7840的Co60辐射突变体进行接种鉴定,发现编号为R227的突变体的赤霉病抗性较野生型宁7840明显增强,单花滴注接种条件下始终表现为高抗,只有接种小穗发病,且籽粒中未检测到DON。本研究主要从农艺和产量性状、解剖结构、构建分离群体结合表型鉴定和混池转录组测序等方面解析R227与野生型宁7840以及感病对照S127的差异及其抗性机制,并挖掘突变位点。主要结论如下:(1)本研究比较了野生型宁7840、突变体R227以及高感赤霉病但综合农艺产量性状优异的品系S127在接种禾谷镰刀菌后不同时期的穗部特征、小穗轴以及籽粒感染程度的变化差异,发现病小穗率与维管束结构被破坏以及籽粒受损程度之间存在显着联系。突变体R227不论是在病小穗率,还是维管束结构被破坏程度以及籽粒受损程度上都明显优于野生型宁7840,但R227的株型和籽粒等农艺和产量性状明显劣于野生型宁7840及感病品系S127。(2)由于R227综合农艺和产量性状明显劣于野生型以及感病对照品系S127,为探讨R227中突变位点在控制赤霉病抗性和农艺产量性状方面是一因多效还是独立遗传,本实验以S127与R227为亲本进行杂交组配构建F2:3分离群体(群体编号H15),通过鉴定F3代每个株系的赤霉病抗病性以及调查各株系的农艺产量性状并做相关分析,结果显示两者之间不存在显着相关性;通过计算不同株系与亲本S127间的马氏距离并结合病小穗率的综合分析发现H15-13、H15-21、H15-33及H5-34四个品系农艺与产量性状与的S127较接近,但都携带主效基因Fhb1,病小穗率均低于0.25,兼顾了优异农艺产量性状与赤霉病抗性。(3)为了挖掘R227携带的显着增强赤霉病抗性的突变位点,我们剔除了Fhb1以降低对后续分析的潜在影响,在H15群体中选择不携带Fhb1,但系内出现赤霉病抗性明显分离的单株进行转录组分析。株系内的极端抗病单株与极端感病单株,分接种绿豆汤(对照)与赤霉菌,在接种后第72小时进行接种小穗及上下相邻部位组织的RNA取样,进行混池转录本测序筛选与赤霉病抗性关联的SNP差异位点。选择部分差异SNP位点转化为CAPS/dCAPS标记进行验证,发现约25%的SNP位点是真实的变异,分布于2D、2B和4A上,其中2D与宁7840已知的赤霉病抗性位点重合,而2B和4A的抗性位点在宁7840中未见报道,因此很可能是潜在抗性突变位点,已开发的CAPS/dCAPS标记可作为这些QTL位点的鉴别标记。抗病材料与感病材料在接种镰刀菌后,对差异表达基因进行GO分析发现养分贮藏蛋白活性、β淀粉酶活性以及α淀粉酶抑制剂活性显着富集;在抗病材料及感病材料的对照与接种镰刀菌后的差异表达基因KEGG分析中,共同存在显着差异的信号通路分别是苯丙素生物合成、谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导以及植物与病原菌互作。以上研究结果对后续精细定位抗性突变位点、挖掘候选基因、解析抗性机制具有重要的意义。由于突变位点与农艺产量性状无显着关联,因此可通过分子标记辅助选择聚合Fhb1和2D、2B和4A上携带的抗赤霉病QTL/基因的同时兼顾优异农艺产量性状,对于培育综合性状优异且抗赤霉病的品种具有一定的利用价值。
二、我国小麦赤霉病抗性机制研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我国小麦赤霉病抗性机制研究进展(论文提纲范文)
(1)小麦抗赤霉病遗传与机理研究现状与展望(论文提纲范文)
1 小麦抗赤霉病遗传研究进展 |
1.1 抗赤霉病主效基因研究进展 |
1.2 其他抗赤霉病QTL研究进展 |
2 小麦抗赤霉病机理研究现状 |
2.1 形态抗性机制 |
2.2 生理抗性机理 |
2.2.1 植物激素 |
2.2.2 酶活性 |
2.2.3 化学物质 |
3 总结与展望 |
(2)小麦赤霉病抗病机制研究进展(论文提纲范文)
1 赤霉病抗性机制 |
1.1 细胞壁防卫与赤霉病抗性 |
1.2 信号转导与赤霉病抗性 |
1.3 识别应答与赤霉病抗性 |
1.4 次生代谢物合成与赤霉病抗性 |
4 展望 |
(3)我国“十三五”育成小麦新品种(系)抗赤霉病进展分析与展望(论文提纲范文)
1 十三五期间新品(种)系和审定品种赤霉病抗性表现 |
1.1 国家区试新品系及国审品种赤霉病抗性表现 |
1.2 国家小麦良种联合攻关参试品系表现 |
1.3“十三五”通过国审品种赤霉病抗性情况 |
2 抗病品种系谱分析及重要品种介绍 |
2.1 主要抗病品种系谱分析 |
2.2 抗赤霉病育种重要进展 |
3 抗赤霉病遗传改良建议 |
3.1 重视扬麦等推广品种中优异抗性基因的挖掘利用 |
3.2 抗赤霉病育种技术方案 |
3.3 重视表型精准鉴定 |
4 展望 |
(4)禾谷镰刀菌MFS蛋白应对环境胁迫的功能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.小麦赤霉病研究进展 |
1.1 小麦赤霉病概述 |
1.2 小麦赤霉病菌的生物学特性 |
1.3 小麦赤霉病菌的病害循环与致病机制研究进展 |
1.4 小麦赤霉病病害治理及综合防治现状 |
1.4.1 抗病品种选育 |
1.4.2 农业防治 |
1.4.3 化学防治 |
1.4.4 生物防治 |
2.Major facility superfamily(MFS)转运蛋白研究概况 |
2.1 MFS转运蛋白概述 |
2.2 MFS转运蛋白的序列和结构特征 |
2.3 MFS转运蛋白分类 |
2.4 MFS转运蛋白功能概述 |
2.5 MFS转运蛋白的转运机制和作用机制 |
2.6 MFS转运蛋白在真菌调控有毒物质转运中的研究进展 |
2.6.1 MFS蛋白在调控药剂转运中的研究进展 |
2.6.2 MFS蛋白在调控抑菌物质转运中的研究进展 |
2.7 MFS蛋白在应对离子胁迫中的研究进展 |
2.7.1 MFS蛋白在离子胁迫中的研究概况 |
2.7.2 MFS蛋白在铁动态平衡调控中的重要性 |
3.本研究的目的和意义 |
第二章 实验材料与方法 |
1.实验材料 |
1.1 供试菌株和质粒载体 |
1.2 供试植物 |
2.实验方法 |
2.1 禾谷镰刀菌的培养与保存 |
2.2 简易法提取禾谷镰刀菌基因组DNA |
2.3 PCR扩增技术 |
2.4 DNA琼脂糖凝胶电泳 |
2.5 PCR产物纯化 |
2.6 PEG介导的原生质体转化方法 |
2.6.1 幼殖体制备 |
2.6.2 原生质裂解 |
2.6.3 原生质体转化 |
2.6.4 转化子验证 |
2.7 同源重组敲除禾谷镰刀菌基因技术 |
2.8 禾谷镰刀菌GFP融合载体的构建及观察 |
2.8.1 线性化克隆载体酶切体系 |
2.8.2 一步克隆法 |
2.8.3 酵母转化 |
2.8.4 酵母质粒提取 |
2.8.5 大肠杆菌热击转化 |
2.8.6 大肠杆菌质粒提取及甘油菌保存 |
2.9 禾谷镰刀菌的基因原位回补及过表达技术 |
2.10 Western blot蛋白质免疫印迹分析 |
2.10.1 禾谷镰刀菌总蛋白样品的制备 |
2.10.2 膜蛋白样品的制备 |
2.10.3 SDS-PAGE凝胶的制备 |
2.10.4 SDS-PAGE凝胶电泳及显色 |
2.10.5 湿法转膜 |
2.10.6 抗体孵育及信号检测 |
2.11 禾谷镰刀菌基因表达量分析 |
2.11.1 Trizol法提取禾谷镰刀菌总RNA |
2.11.2 禾谷镰刀菌cDNA的合成 |
2.11.3 禾谷镰刀菌基因表达量的测定和分析 |
2.12 禾谷镰刀菌突变体表型测定 |
2.12.1 基本生长速率及胁迫因子表型测定 |
2.12.2 平板对峙实验 |
2.12.3 产孢量测定及孢子形态观察 |
2.12.4 子囊壳诱导试验 |
2.13 禾谷镰刀菌的致病力测定 |
2.13.1 田间活体麦穗致病力测定 |
2.13.2 室内离体麦穗致病力测定 |
2.13.3 室内离体玉米须致病力测定 |
2.13.4 室内离体小麦叶片致病力测定 |
2.13.5 室内活体胚芽鞘致病力测定 |
2.14 禾谷镰刀菌DON毒素测定 |
第三章 结果与分析 |
1.禾谷镰刀菌中参与应对环境胁迫的MFS蛋白鉴定及突变体构建 |
1.1 禾谷镰刀菌中应对环境胁迫的MFS蛋白鉴定及结构分析 |
1.2 禾谷镰刀菌中应对环境胁迫的MFS蛋白缺失突变体构建 |
1.3 禾谷镰刀菌中应对环境胁迫的MFS蛋白缺失突变体生长表型分析 |
2 禾谷镰刀菌中参与有毒物质转运的MFS蛋白筛选及功能探究 |
2.1 禾谷镰刀菌中参与药剂转运的MFS蛋白筛选及功能探究 |
2.1.1 ΔFg09737和ΔFg08749 敲除突变体对多种杀菌剂的敏感性增加 |
2.1.2 Fg09737 和Fg08749 参与药剂转运的分子机制探究 |
2.2 禾谷镰刀菌中参与抑菌物质转运的MFS蛋白筛选及功能探究 |
3.禾谷镰刀菌中参与调控离子稳态的MFS蛋白筛选及功能探究 |
3.1 禾谷镰刀菌中MFS蛋白参与调控Cu~(2+)、Na~+/K~+、H~+转运 |
3.2 禾谷镰刀菌中MFS蛋白参与调控Fe~(2+)、Mg~(2+)转运 |
4.禾谷镰刀菌中参与胁迫响应的MFS蛋白的其他生物学功能探究 |
4.1 FgQdr2 参与调控禾谷镰刀菌的致病性和DON毒素合成及无性和有性繁殖 |
4.2 FgSit1和Fg05119 参与调控禾谷镰刀菌的无性和有性繁殖 |
4.3 FgPrsC参与调控禾谷镰刀菌的致病性 |
第四章 全文结论与后续工作展望 |
1.全文结论与分析讨论 |
2.后续工作展望 |
参考文献 |
附录:引物序列 |
(5)小麦感赤霉病突变体感病基因的遗传定位(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 小麦的重要性 |
1.2 小麦赤霉病 |
1.2.1 赤霉病的危害 |
1.2.2 赤霉病抗性类型及定位进展 |
1.2.3 抗赤霉病的遗传改良 |
1.3 小麦测序进展 |
1.3.1 小麦基因组测序 |
1.3.2 小麦转录组测序 |
1.3.3 MutMap克隆法 |
1.4 本论文的主要研究内容及意义 |
第二章 材料与方法 |
2.1 RIL群体表型鉴定 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 培养基的配制 |
2.1.3 试验菌株及菌液制备 |
2.1.4 赤霉病接种与鉴定 |
2.1.5 接种籽粒中DON含量的测定 |
2.2 小麦赤霉病抗性位点定位 |
2.2.1 植物材料的处理 |
2.2.2 RNA混合池构建 |
2.2.3 RNA反转录cDNA |
2.2.4 RNA文库的构建及测序 |
2.2.5 De novo组装和功能注释 |
2.2.6 基因表达定量和差异表达基因的筛选 |
2.2.7 标记的开发和验证 |
第三章 结果与分析 |
3.1 RIL群体中高抗和高感品系病小穗率和DON含量分析 |
3.2 基因型分析 |
3.3 转录本测序结果 |
3.4 差异表达基因筛选 |
3.5 对照与接菌处理的差异表达基因功能注释 |
3.6 抗病与感病材料接菌处理的差异表达基因功能注释 |
3.7 不同组间的信号路径比较分析 |
3.8 RIL群体中差异SNP分析与验证 |
3.9 突变体变异位点的定位 |
3.10 构建突变体的杂交群体定位变异位点 |
第四章 小结与讨论 |
4.1 突变体和野生型接种赤霉菌后表型与DON含量的关系 |
4.2 小麦受赤霉菌侵染时响应的信号路径 |
4.3 突变位点连锁到小麦3DL染色体8M的区域 |
全文总结 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(6)小麦抗赤霉病主效QTL Fhb1在活体和离体条件下的效应解析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 小麦赤霉病概述 |
1.2 Fhb1概述 |
1.3 禾谷镰刀菌研究概况 |
1.4 小麦赤霉病表型鉴定和评价体系 |
1.5 镰刀菌毒素 |
1.6 研究的目的与意义 |
第2章 Fhb1近等基因系三种接种方法下的鉴定及比较分析 |
2.1 前言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 小麦材料及种植 |
2.2.2 培养基的配制及接种菌液的制备 |
2.2.3 赤霉病的接种及鉴定 |
2.2.4 籽粒DON的提取及DON含量的测定 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 Fhb1近等基因系三种接种方法下的病穗率间的比较 |
2.3.2 Fhb1近等基因系三种接种方法下的DON含量间的比较 |
2.3.3 Fhb1近等基因系三种接种方法下的病穗率和DON含量间的相关性分析 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第3章 Fhb1近等基因系穗部组织离体条件下诱导禾谷镰刀菌生长及产毒的能力研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 小麦材料及种植 |
3.2.2 菌株的选择 |
3.2.3 小麦穗组织和病原菌共培养 |
3.2.4 菌落形态的拍摄及菌丝生长直径的测量 |
3.2.5 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的提取与测定 |
3.2.6 数据分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 水琼脂培养条件下Fhb1近等基因系均促进PH-1的生长 |
3.3.2 TBI培养基上PH-1的生长受基因型、组织和发育阶段的调控 |
3.3.3 两种培养基上PH-1的DON积累差异 |
3.3.4 TBI培养基条件下近等基因系花后15天颖壳诱导PH-1和△Tri 5生长及产毒的能力差异 |
3.4 讨论 |
3.5 结论 |
全文总结 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7的图位克隆及功能解析(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 小麦赤霉病的生物学特征及其防治 |
1.1.1 小麦赤霉病发生、流行及危害 |
1.1.1.1 小麦赤霉病的病原菌 |
1.1.1.2 小麦赤霉病的病害循环及发病特征 |
1.1.1.3 小麦赤霉病病原菌的侵染模式 |
1.1.1.4 小麦赤霉病发病区域及危害 |
1.1.2 小麦赤霉病的防治 |
1.1.2.1 化学防治 |
1.1.2.2 生物防治 |
1.1.2.3 小麦赤霉病综合绿色防控 |
1.2 小麦赤霉毒素研究 |
1.2.1 小麦中常见镰孢菌毒素及毒性分析 |
1.2.2 单端孢霉烯族毒素的生物合成途径研究进展 |
1.2.3 单端孢霉烯族毒素的治理方法 |
1.2.3.1 物理脱毒 |
1.2.3.2 化学脱毒 |
1.2.3.3 生物脱毒 |
1.2.4 单端孢霉烯族毒素检测方法 |
1.3 小麦抗赤霉病遗传研究进展 |
1.3.1 小麦赤霉病抗性种质挖掘 |
1.3.1.1 我国小麦品种抗赤霉病鉴定 |
1.3.1.2 小麦近缘种的赤霉病抗源鉴定 |
1.3.1.3 偃麦草在小麦抗赤霉病育种中的作用 |
1.3.2 小麦抗赤霉病QTL定位研究现状 |
1.3.3 小麦赤霉病抗性机制研究 |
1.4 小麦基因图位克隆技术 |
1.4.1 图位克隆技术在小麦中的应用 |
1.4.2 作图群体的构建 |
1.4.3 DNA分子标记类型 |
1.4.4 物理图谱的构建 |
1.4.5 候选基因的功能验证 |
1.5 水平基因转移研究现状 |
1.6 本研究的目的意义 |
1.7 本研究的主要内容 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株和载体 |
2.2 实验地点 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 植物材料的种植与处理 |
2.3.2 高通量植物基因组DNA提取 |
2.3.2.1 基因组DNA提取相关试剂 |
2.3.2.2 提取DNA操作步骤 |
2.3.3 植物总RNA提取 |
2.3.3.1 相关试剂配置与耗材处理 |
2.3.3.2 操作步骤 |
2.3.4 反转录及实时荧光定量PCR |
2.3.4.1 反转录 |
2.3.4.2 实时荧光定量PCR(RT-qPCR) |
2.3.5 聚合酶链式反应(PCR) |
2.3.5.1 扩增体系 |
2.3.5.2 PCR反应程序 |
2.3.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
2.3.6.1 相关试剂及配置方法 |
2.3.6.2 聚丙烯酰胺凝胶制备及电泳 |
2.3.7 琼脂糖凝胶电泳 |
2.3.7.1 相关试剂 |
2.3.7.2 操作流程 |
2.3.8 DNA目的片段纯化回收 |
2.3.9 TA连接 |
2.3.10 大肠杆菌转化 |
2.3.11 质粒提取 |
2.3.12 农杆菌感受态的制备 |
2.3.13 农杆菌转化 |
2.3.14 T4 连接及同源重组 |
2.3.15 LR反应 |
2.3.16 小麦族基因组进化分析 |
2.3.16.1 小麦族二倍体物种的转录组测序与组装 |
2.3.16.2 基因家族及同源基因分析 |
2.3.17 目标基因的精细定位 |
2.3.17.1 定位群体的构建 |
2.3.17.2 分子标记的开发 |
2.3.17.3 物理图谱的构建 |
2.3.18 转录组数据分析基因表达 |
2.3.19 突变群体构建及突变体筛选 |
2.3.19.1 突变群体构建 |
2.3.19.2 突变体的筛选 |
2.3.20 BSMV-VIGS技术的应用 |
2.3.21 小麦遗传转化 |
2.3.22 镰孢菌培养及赤霉病抗性鉴定 |
2.3.22.1 相关试剂及培养基配方 |
2.3.22.2 穗部接种实验流程 |
2.3.22.3 离体叶片鉴定实验 |
2.3.22.4 苗期茎基腐抗性鉴定 |
2.3.23 真核表达 |
2.3.23.1 相关试剂及培养基 |
2.3.23.2 真核表达质粒p PICZαA-Fhb7的构建 |
2.3.23.3 感受态制备 |
2.3.23.4 毕赤酵母转化 |
2.3.23.5 酵母诱导表达Fhb7与DON毒素处理 |
2.3.24 液相-高分辨率质谱分析 |
2.3.24.1 样品预处理 |
2.3.24.2 上机及分析流程 |
2.3.25 基因Fhb7的进化分析 |
3 结果与分析 |
3.1 二倍体长穗偃麦草基因组比较基因组学分析 |
3.2 抗赤霉病基因Fhb7精细定位及候选基因筛选 |
3.2.1 目标区段重组体的筛选 |
3.2.2 目标区段分子标记开发 |
3.2.3 候选基因筛选 |
3.3 突变体群体构建及突变体筛选 |
3.4 候选基因的BSMV-VIGS功能验证 |
3.5 候选基因转基因小麦功能验证 |
3.6 抗小麦赤霉病基因Fhb7的进化分析 |
3.7 Fhb7抗病机制研究 |
3.7.1 Fhb7基因的响应表达模式 |
3.7.2 DON毒素外源处理及LC-HRMS分析 |
3.7.3 液相色谱高分辨率质谱分析 |
3.7.4 Fhb7基因对单端孢霉烯族毒素的解毒机制研究 |
3.7.5 Fhb7基因对镰孢菌属抗性研究 |
4 讨论 |
4.1 小麦近缘物种抗病基因的克隆 |
4.2 Fhb7去环氧化介导单端孢霉烯族毒素脱毒 |
4.3 水平基因转移在植物进化中的作用 |
4.4 小麦近缘植物的育种应用潜力 |
5 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(8)小麦抗赤霉病基因PFT互作基因TaRBL的克隆及功能分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 小麦赤霉病研究现状 |
1.2.1 小麦赤霉病及其危害 |
1.2.2 赤霉病抗性类型 |
1.2.3 形态抗性机制 |
1.2.4 细胞学抗性机制 |
1.2.5 生理抗性机制 |
1.2.6 分子抗性机制 |
1.2.7 抗性相关基因 |
1.2.8 其他与赤霉病相关物质 |
1.2.9 研究目的及意义 |
第二章 小麦TaRBL基因的克隆与生物信息学分析 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 主要试剂 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 主要溶液和培养基的配制 |
2.2.2 小麦总RNA提取 |
2.2.3 小麦RNA反转录 |
2.2.4 TaRBL基因的克隆 |
2.2.5 实验所用引物 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 小麦TaRBL基因的克隆 |
2.3.2 小麦TaRBL蛋白的序列分析 |
2.3.3 小麦TaRBL蛋白的进化关系分析 |
2.3.4 本章小结 |
第三章 小麦TaRBL基因与PFT基因的互作分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 植物材料与载体 |
3.1.2 主要试剂及配制 |
3.1.3 植物培养 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 引物设计 |
3.2.2 酵母双杂交载体构建 |
3.2.3 酵母感受态制备 |
3.2.4 酵母转化 |
3.2.5 PFT诱饵载体自激活检测与自毒检测 |
3.2.6 小麦TaRBL基因与Ta PFT基因互作验证 |
3.2.7 双分子荧光互补载体构建 |
3.2.8 农杆菌转化 |
3.2.9 双分子荧光互补试验 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 酵母双杂与双分子荧光互补载体的构建 |
3.3.2 TaPFT蛋白的自激活与自毒检测 |
3.3.3 酵母双杂交验证TaRBL与 Ta PFT相互作用 |
3.3.4 双分子荧光互补试验验证互作 |
3.3.5 本章小结 |
第四章 TaRBL基因功能分析 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 植物材料及载体 |
4.1.2 主要试剂 |
4.1.3 主要仪器 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 不同抗感品种接种禾谷镰刀菌后TaRBL基因表达量的测定 |
4.2.2 FES的配制 |
4.2.3 VIGS载体构建 |
4.2.4 质粒线性化 |
4.2.5 病毒RNAs体外转录 |
4.2.6 小麦培养与病毒接种 |
4.2.7 禾谷镰刀菌孢子接种小麦 |
4.2.8 BSMV-VIGS沉默效率分析 |
4.2.9 TaRBL基因过表达载体的构建 |
4.2.10 小麦的遗传转化与鉴定 |
4.2.11 转基因小麦叶片DNA提取 |
4.2.12 转基因小麦叶片赤霉病抗性鉴定 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 不同抗感材料接种禾谷镰刀菌孢子后对TaRBL基因表达的影响 |
4.3.2 小麦VIGS的体系构建 |
4.3.3 BSMV-VIGS技术初步验证TaRBL基因功能 |
4.3.4 转基因植株GUS染色鉴定与PCR鉴定 |
4.3.5 转基因小麦叶片赤霉病抗性鉴定 |
4.3.6 本章小结 |
第五章 讨论与结论 |
5.1 讨论 |
5.2 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(9)利用全基因组连锁分析和关联分析定位小麦赤霉病抗性基因及分子标记开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
主要符号对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 小麦赤霉病的流行与危害 |
1.2 小麦抗赤霉病遗传研究进展 |
1.2.1 赤霉病抗性分类 |
1.2.2 连锁作图 |
1.2.3 全基因组关联分析 |
1.2.4 Fhb1的图位克隆 |
1.2.5 Fhb7的图位克隆 |
1.2.6 农艺性状与赤霉病抗性的关系 |
1.3 小麦抗赤霉病育种进展 |
1.3.1 中国小麦抗赤霉病育种 |
1.3.2 美国小麦抗赤霉病育种 |
1.3.3 加拿大小麦抗赤霉病育种 |
1.3.4 欧洲小麦抗赤霉病育种 |
1.3.5 CIMMYT小麦抗赤霉病育种 |
1.4 SNP标记技术 |
1.4.1 高通量SNP检测技术 |
1.4.2 基于PCR的 SNP检测技术 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第二章 小麦赤霉病抗性全基因组关联分析 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 材料 |
2.1.2 接种菌液制备 |
2.1.3 赤霉病抗性鉴定 |
2.1.4 基因型分析与质量控制 |
2.1.5 数据统计、群体结构与关联分析 |
2.1.6 分子标记开发 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 表型变异 |
2.2.2 标记分布与群体结构 |
2.2.3 赤霉病抗性全基因组关联分析 |
2.2.4 优异等位基因地理分布 |
2.2.5 抗赤霉病位点对株高和生育期的影响 |
2.2.6 QFhb.hbaas-1AS、QFhb.hbaas-5AS和 QFhb.hbaas-5AL的标记开发 |
2.2.7 候选基因预测 |
2.3 讨论 |
2.3.1 赤霉病抗性的表型变异 |
2.3.2 QFhb.hbaas-2DL的应用价值 |
2.3.3 QFhb.hbaas-1AS对开花期和株高没有影响 |
2.3.4 QFhb.hbaas-5AS、QFhb.hbaas-5AL和 QFhb.hbaas-7DS可能是新位点 |
2.3.5 Fhb1在中国应用现状与展望 |
2.3.6 本研究发现的抗病位点可能抗病机制 |
第三章 扬麦16/中麦895DH群体赤霉病抗性QTL定位 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 材料 |
3.1.2 表型鉴定 |
3.1.3 基因型分析 |
3.1.4 遗传图谱构建与QTL定位 |
3.1.5 分子标记开发 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 表型变异 |
3.2.2 连锁图谱 |
3.2.3 抗赤霉病QTL |
3.2.4 控制株高、花药外露率、开花期的QTL及其与赤霉病抗性的关系 |
3.2.5 所含QTL个数与赤霉病抗性的线性回归 |
3.2.6 抗赤霉病QTL QFhb.caas-5AL和 Qfhb.caas-3BL的标记开发 |
3.2.7 抗病QTL候选基因预测 |
3.3 讨论 |
3.3.1 扬麦16和中麦895赤霉病抗性的遗传基础 |
3.3.2 株高、花药外露率与赤霉病抗性的关系 |
3.3.3 QFhb.caas-3BL可能与花培57-2中3BL QTL为同一位点 |
3.3.4 QFhb.caas-6AL与 QFhs.fal-6AL位置相近 |
3.3.5 QFhb.caas-4AS和 QFhb.caas-6BS可能为新位点 |
3.3.6 QFhb.caas-5AL与 Vrn-A1 连锁 |
3.3.7 所检测位点赤霉病抗性的可能机制 |
3.3.8 抗赤霉病QTL潜在利用价值 |
第四章 抗赤霉病基因Fhb1标记开发与品种检测 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 赤霉病田间接种鉴定 |
4.1.3 PFT、HC和 His基因的等位基因分析与标记开发 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 PFT等位基因分析与特异性标记 |
4.2.2 HC和 His的等位基因及Fhb1 诊断性标记 |
4.2.3 PFT与 His基因单倍型抗性 |
4.2.4 我国小麦品种(系)Fhb1鉴定及溯源 |
4.3 讨论 |
4.3.1 Fhb1功能基因标记 |
4.3.2 接种方法对试验的影响 |
4.3.3 Fhb1在我国小麦育种的利用 |
4.3.4 苏麦3号在黄淮麦区的育种利用 |
4.3.5 黄淮麦区抗赤霉病育种建议 |
第五章 抗赤霉病种质筛选 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 材料 |
5.1.2 农艺性状评价 |
5.1.3 产量试验 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 WAPS群体中综合性状优异品种(系) |
5.2.2 扬麦16/中麦895群体优异DH系产量表现 |
5.2.3 扬麦16/中麦895群体优异DH系农艺性状 |
5.3 讨论 |
5.3.1 赤霉病抗源选用 |
5.3.2 筛选的抗赤霉病种质的利用价值 |
5.3.3 南北品种杂交的潜力和应注意的问题 |
第六章 全文结论 |
参考文献 |
附录 A |
致谢 |
作者简历 |
(10)小麦赤霉病抗性突变体分析及关联突变位点定位(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 小麦赤霉病概况 |
1.1.1 小麦赤霉病的发生 |
1.1.2 小麦赤霉病病菌 |
1.1.3 小麦赤霉病的危害 |
1.2 小麦赤霉病抗性与农艺性状关系 |
1.3 小麦赤霉病抗性遗传与机制 |
1.3.1 小麦赤霉病抗性类型 |
1.3.2 小麦赤霉病抗性主效QTL |
1.3.3 小麦赤霉病细胞学抗性机制 |
1.3.4 小麦赤霉病生理抗性机制 |
1.3.5 小麦赤霉病抗性遗传改良 |
1.4 本研究的目的及意义 |
1.4.1 探究野生型与突变体接种禾谷镰刀菌后表型差异 |
1.4.2 解析突变体群体的赤霉病变异与农艺性状是否存在联系 |
1.4.3 挖掘增强赤霉病抗性的突变位点及抗性机制 |
第2章 野生型与突变体接种镰刀菌后表型差异解析 |
2.1 前言 |
2.2 材料与实验方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 实验菌株 |
2.2.3 菌液制备 |
2.2.4 菌液接种与鉴定 |
2.2.5 材料取样 |
2.2.6 材料株型观察 |
2.2.7 小麦穗子表型观察 |
2.2.8 小麦籽粒表型观察 |
2.2.9 接种籽粒DON含量测定 |
2.2.10 小麦接种小穗穗轴横切面维管束扫描电镜观察 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 拔节期小麦株型差异 |
2.3.2 接种后小麦穗子表型差异 |
2.3.3 接种后接种小穗穗轴横切维管束差异 |
2.3.4 接种后小麦籽粒表型差异及DON含量 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第3章 突变体群体农艺性状与赤霉病变异解析 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料 |
3.2.2 实验菌株 |
3.2.3 赤霉病接种与鉴定 |
3.2.4 农艺产量性状调查 |
3.2.5 数据分析方法 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 病小穗率及主要农艺产量性状参数统计 |
3.3.2 病小穗率及主要农艺产量性状的多重比较 |
3.3.3 病小穗率与主要农艺产量性状的相关分析 |
3.3.4 基于马氏距离的农艺产量性状以及结合病小穗率的综合评价 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第4章 增强小麦赤霉病抗性位点定位与机制研究 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 RNA文库构建与测序比对 |
4.2.3 SNP检测与关联分析 |
4.2.4 差异基因表达筛选与功能注释 |
4.2.5 DNA提取 |
4.2.6 RNA反转录cDNA |
4.2.7 荧光定量PCR引物设计 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 转录本测序结果 |
4.3.2 混池间SNP分析与验证 |
4.3.3 差异基因筛选 |
4.3.4 对照与接菌处理的差异表达基因功能注释 |
4.3.5 抗病与感病材料接菌处理下的差异表达基因功能注释 |
4.3.6 荧光定量PCR验证 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
四、我国小麦赤霉病抗性机制研究进展(论文参考文献)
- [1]小麦抗赤霉病遗传与机理研究现状与展望[J]. 廖森,方正武,张春梅,高德荣,胡文静. 江苏农业科学, 2021
- [2]小麦赤霉病抗病机制研究进展[J]. 苏培森. 生物技术进展, 2021(05)
- [3]我国“十三五”育成小麦新品种(系)抗赤霉病进展分析与展望[J]. 张勇,胡文静,张春梅,蒋正宁,吕国峰,高德荣. 生物技术进展, 2021(05)
- [4]禾谷镰刀菌MFS蛋白应对环境胁迫的功能研究[D]. 楼杨. 浙江大学, 2021(01)
- [5]小麦感赤霉病突变体感病基因的遗传定位[D]. 朱素芹. 扬州大学, 2021
- [6]小麦抗赤霉病主效QTL Fhb1在活体和离体条件下的效应解析[D]. 张语卉. 扬州大学, 2021
- [7]长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7的图位克隆及功能解析[D]. 葛文扬. 山东农业大学, 2021(01)
- [8]小麦抗赤霉病基因PFT互作基因TaRBL的克隆及功能分析[D]. 张露凡. 河南科技学院, 2021(07)
- [9]利用全基因组连锁分析和关联分析定位小麦赤霉病抗性基因及分子标记开发[D]. 朱展望. 中国农业科学院, 2020
- [10]小麦赤霉病抗性突变体分析及关联突变位点定位[D]. 曹静. 扬州大学, 2020
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