论文题目: 稻瘟病菌群体遗传多样性及其无毒基因的遗传分析与分子标记定位
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物病理学
作者: 陈庆河
导师: 郑小波
关键词: 稻瘟病菌,群体遗传结构,遗传分析,简单重复序列,无毒基因,遗传连锁图谱
文献来源: 南京农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 由稻瘟病菌[Magnaporthe grisea (Hebert) Barr.(无性态为Pyricularia grisea Sacc.)]引起的稻瘟病是水稻生产上重要的病害之一,在世界上许多水稻种植区都有发生,也是我国各稻区危害最严重的水稻病害之一。目前,利用抗病品种是控制该病最经济、最有效的措施,但是,抗病品种推广3～5年后就“丧失”抗病性,给抗病品种的选育和推广带来了很大的困难。因此,研究稻瘟病菌的群体遗传结构特征,揭示其变异规律及动态,可为抗病品种的合理布局和培育抗病品种提供理论依据。同时,通过获得与稻瘟病菌无毒基因紧密连锁的分子标记,不仅可利用该无毒基因的标记作探针,研究该无毒基因在自然群体中的分布情况,揭示病菌群体毒性组成和变异特点,且为进一步物理作图法克隆该无毒基因奠定基础。本研究对中国稻瘟病菌群体结构进行了分析,同时利用分子标记技术,定位了稻瘟病菌的3个无毒基因。 采用rep-PCR指纹技术对我国13个稻区的482个稻瘟病菌菌株的DNA指纹图谱及其部分菌株的毒性结构进行了分析,以明确中国稻瘟病菌的群体遗传结构。结果表明,中国稻瘟病菌的群体结构具有较丰富的遗传多样性,在55%的指纹相似性水平上可将381个单元型划分为11个不同的遗传系谱;CHL04、CHL05和CHL06为我国稻瘟病菌的主要谱系;且不同稻区稻瘟病菌遗传空间组成有差异,但未形成明显的空间分化;不同年份的群体也没有发生明显的演替;根据对已知抗性基因的品种的致病性反应,将121个菌株分成53种致病型,rep-PCR指纹分析的遗传系谱及单元型与致病型(生理小种)存在复杂的关系。结果还发现中国稻瘟菌群体对Toridl(Pi-z~t,Pi-sh)和Tetep(Pi-k~h+?)毒性频率较低,说明在水稻抗瘟育种中可以考虑将Pi-z~t,和Pi-k~h基因累加利用。 本研究还用4个稻瘟病菌的标准交配型菌株,对1998～2003年我国13个省(市)670个稻瘟病菌单孢分离菌株的育性和交配型进行了测定,以明确中国主要稻区稻瘟病菌的交配型分布及其育性能力。结果发现中国稻瘟病菌广泛存在MAT1-1、MAT1-2两种交配型菌株。可育菌株率为40.3%,MAT1-1和MAT1-2菌株分别占测试菌株的21.9%、18.4%。不同稻区稻瘟病菌有性世代的形成能力有很大差异。用PCR技术对我国稻瘟病菌交配型进行快速分子测定,结果发现MAT1-1和MAT1-2菌株分别占62.5%和37.5%,在绝大多数稻区同时存在两种交配型菌株。结果提示,尽管在自然界中很难发现稻瘟病菌的有性世代,有性杂交导致的稻瘟病菌的遗传变异仍然是稻瘟病菌遗传多样性的一种潜在的原因。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
引言
上篇 文献综述
第一章 稻瘟病菌的群体遗传结构研究进展
1 水稻稻瘟病及稻瘟病菌的研究概况
2 稻瘟病菌的群体遗传学研究
2．1 稻瘟病菌致病型(生理小种)及群体结构的研究
2．2 稻瘟病菌生理小种分布及变化
2．3 稻瘟病菌致病型与遗传谱系间关系的研究
3 稻瘟病菌有性世代的研究
3．1 稻瘟病菌有性态形成能力
3．2 稻瘟病菌交配型及其分布
第二章 稻瘟病菌分子遗传学研究进展
1 分子生物学技术在稻瘟病菌群体遗传结构研究中的应用
1．1 重复DNA序列应用于稻瘟病菌群体遗传学研究
1．2 稻瘟病菌的DNA指纹分析
2 稻瘟病菌遗传图谱、物理图谱的构建和基因定位、克隆
2．1 稻瘟病菌遗传图谱的构建
2．2 稻瘟病菌物理图谱的构建
2．3 稻瘟病菌相关基因的定位与克隆
3 稻瘟病菌遗传转化体系的建立
4 稻瘟病菌全基因组测序
4．1 稻瘟病菌的基因组结构
4．2 稻瘟病菌的全基因组测序
第三章 稻瘟病菌无毒基因的研究进展
1 稻瘟病菌无毒基因的遗传分析
2 稻瘟病菌无毒基因的分子标记与定位
3 稻瘟病菌无毒基因的克隆
4 稻瘟病菌无毒基因的功能
参考文献
下篇 研究内容
第一章 中国稻瘟病菌群体遗传结构的研究
1 材料与方法
1．1 供试菌株的采集、培养与保存
1．2 稻瘟病菌株的致病性测定
1．3 稻瘟病菌基因组DNA的提取
1．4 稻瘟病菌DNA指纹分析
1．5 数据统计与分析
2 结果与分析
2．1 中国稻瘟病菌rep-PCR扩增结果与群体结构
2．2 不同稻区稻瘟病菌的群体遗传多样性
2．3 不同年份稻瘟病菌的群体结构及演变
2．4 稻瘟病菌的群体遗传与生理小种(致病型)的关系
2．5 中国稻瘟病菌群体毒力结构分析
3 结论与讨论
第二章 中国主要稻区稻瘟病菌交配型分布及其育性能力的差异
1 材料与方法
1．1 供试菌株
1．2 交配型及有性态的形成
1．3 交配型的分子测定
2 结果与分析
2．1 稻瘟病菌的交配型及其育性的地理分布
2．2 稻瘟病菌有性世代形成能力
2．3 稻瘟病菌交配型的分子测定
3 结论与讨论
第三章 稻瘟病菌无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit的遗传分析与分子标记定位
1 材料与方法
1．1 供试菌株
1．2 供试水稻品种
1．3 无毒基因定位群体的构建与遗传分析
1．4 稻瘟菌基因组DNA的提取
1．5 SSR分析
1．6 SCAR分析
1．7 rep-PCR分析
1．8 RAPD-BSA分析
1．9 连锁遗传分析
2 结果与分析
2．1 无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit的遗传分析与鉴定
2．1．1 稻瘟病菌亲本菌株在供试水稻品种上的致病性测定
2．1．2 无毒基因的鉴定与遗传分析
2．1．3 群体F2代杂交及回交后代的遗传分析
2．1．4 无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit的鉴定
2．2 无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit的分子定位
2．2．1 无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit在染色体上的初步定位
2．2．2 无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit在染色体上的进一步定位
3 结论与讨论
第四章 稻瘟病菌无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit的SCAR分子标记及物理图谱的初步构建
1 材料与方法
1．1 材料
1．2 方法
1．2．1 稻瘟病菌基因组DNA的提取
1．2．2 RAPD扩增
1．2．3 与无毒基因Avr-Pia和Avr-Pit连锁片段的克隆与测序
1．2．4 SCAR引物的设计和PCR扩增
1．2．5 标记的定位与物理图谱的初步构建
2 结果与分析
2．1 RAPD标记片段的回收、克隆与测序
2．2 SCAR标记的鉴定
2．3 RAPD标记在染色体上的定位
2．4 无毒基因物理图谱的初步构建
3 结论与讨论
第五章 稻瘟病菌种特异性无毒基因PRE1的鉴定、遗传分析与标记定位
1 材料与方法
1．1 供试菌株
1．2 供试水稻品种及杂草
1．3 无毒基因定位群体的构建与遗传分析
1．4 稻瘟菌基因组DNA的提取
1．5 SSR分析
1．6 SCAR分析
1．7 rep-PCR分析
1．8 RAPD-BSA分析
1．8．1 无毒池与毒性池的构建
1．8．2 RAPD随机引物的筛选
1．8．3 PCR扩增及检测
1．9 连锁遗传分析
2 结果与分析
2．1 无毒基因PRE1的遗传分析与鉴定
2．1．1 稻瘟病菌亲本菌株在供试水稻品种上的致病性
2．1．2 亲本菌株6023的寄主范围测定
2．1．3 两亲本菌株DNA指纹图谱的差异
2．1．4 无毒基因PRE1的鉴定与遗传分析
2．1．5 无毒基因PRE1的鉴定
2．2 无毒基因PRE1的分子定位
2．2．1 无毒基因PRE1在染色体上的初步定位
2．2．2 无毒基因PRE1在染色体上的进一步定位
3 结论与讨论
附录
附录一 福建省大豆疫病病原鉴定及其核糖体DNA-ITS序列的分析
附录二 SSR引物及SCAR引物序列表
攻读博士学位期间发表的研究论文
致谢
发布时间: 2005-07-19
参考文献
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