马铃薯抗晚疫病基因R10的高分辨率遗传图谱构建

论文摘要

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界上第四大粮食作物,种植面积仅次于水稻、小麦和玉米,同时也是菜、饲、加工兼用及工业原料作物,在农业生产和人民生活中均占有重要地位。而晚疫病是马铃薯生产的一种毁灭性病害,在全球范围内绝大多数栽培马铃薯的地区广泛传播。其危害性、防治难度及对社会影响已超过了水稻稻瘟病和小麦锈病被视为国际第一大作物病害。克隆抗病基因,实现田间抗病基因的多态性是目前马铃薯抗晚疫病的一种可行方法。由于马铃薯抗晚疫病基因R10抗谱广,应用价值大,所以常用于马铃薯抗病杂交育种。本实验以只含马铃薯抗晚疫病基因R10的四倍体马铃薯鉴别寄主3681ad (MaR10)和不含已知抗病基因的四倍体马铃薯栽培种Katahdin(Kat)及其杂交F1代为研究材料,对其进行了晚疫病接种鉴定,并分别提取了基因组DNA。利用比较基因组学原理,采用BSA和CAPS、AFLP标记相结合的技术开发出与R10基因连锁的标记,构建了马铃薯抗晚疫病主效基因R10的高分辨率遗传图谱。实验取得了如下结果:1、通过对195株F1代单株进行抗病性鉴定,结果表明有92株表现抗病,100株表现感病,病情指数为2、3和4的植株分别只有1株,病情指数1和5的植株数比例基本符合孟德尔的1:1分离比(χ2=0.26;p≥0.5),分离群体出现明显的抗感两极分化,表明R10是一个主效基因,而抗感病植株数目符合1:1比例,说明R10又是一个单拷贝基因(R10r10r10r10)。2、通过对MLB位点分析,发现该位点已知的各单倍型基因具有保守结构域,属于同一R3a基因家族。将R3a和源于MLB位点的R3a同源序列的信息进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,获得与R10基因连锁的R3a基因的抗病基因同源序列,最终获得两个与R10基因连锁的RGA标记,距离R10基因0.36cM。3、构建了马铃薯抗晚疫病主效基因R10的高分辨率遗传图谱。其中包含与R10基因连锁的6个PCR标记和9个AFLP标记,并将R10定位在1001T和656T两个遗传距离为0.26 cM的分子标记之间,为R10基因的克隆打下了基础。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 马铃薯的重要性及晚疫病的危害性
• 1.2 马铃薯抗晚疫病的研究进展
• 1.2.1 马铃薯对P. infestans 的抗性研究
• 1.2.2 马铃薯抗晚疫病基因的研究
• 1.3 遗传图谱的构建
• 1.3.1 构建遗传图谱的理论基础
• 1.3.2 构建遗传图谱的基本方法
• 1.3.3 遗传作图的数据分析方法与统计学原理
• 1.4 比较基因组学研究
• 1.5 本实验的研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 马铃薯晚疫病菌
• 2.2 方法
• 2.2.1 DNA 提取
• 2.2.2 晚疫病菌活化及抗性鉴定
• 2.2.3 标记开发
• 3 结果与分析
• 3.1 马铃薯基因组DNA 的检测
• 3.2 马铃薯抗晚疫病主效基因R10 的遗传定位
• 3.2.1 SR10 小群体的接种鉴定
• 3.2.2 标记的开发
• 3.2.3 筛选R10 区域的重组体
• 3.2.4 重组单株的标记分析
• 3.2.5 R10 的遗传定位
• 3.3 马铃薯抗晚疫病主效基因R10 的高分辨率遗传图谱构建
• 3.3.1 LR10 群体重组单株的筛选
• 3.3.2 重组单株的接种鉴定
• 3.3.3 标记分析
• 3.3.4 R10 基因高分辨率遗传图谱的构建
• 4. 讨论
• 4.1 比较基因组学在茄科中的应用
• 4.2 马铃薯抗晚疫病主效基因的组成
• 4.3 AFLP 应用中的注意事项
• 4.4 利用抗病基因同源序列法在四倍体马铃薯种开发新标记
• 4.5 目标基因精细遗传图谱的构建
• 4.6 R10 基因定位与克隆和抗病基因近等混合系（R GENE POLYCULTURE）的构建
• 5. 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文