论文题目: 马铃薯晚疫病菌遗传多样性及其小种特异无毒基因遗传定位和转录表达谱研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 蔬菜学
作者: 郭军
导师: 屈冬玉,谢开云
关键词: 马铃薯晚疫病菌,多样性分析,无毒基因,遗传定位,转录表达谱
文献来源: 中国农业科学院
发表年度: 2005
论文摘要: 我国是世界上马铃薯第一生产大国,到2001年马铃薯种植面积达472万公顷,占全球种植面积的25%左右,亚洲种植面积的60%左右。马铃薯在全国的22个省、市、自治区均有种植,其中内蒙古自治区是我国重要的马铃薯种薯产地和栽培面积最大的地区,目前马铃薯正在逐步成为内蒙古农业的重要支柱产业。由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是当前内蒙地区马铃薯生产中最严重的病害。本研究通过对从内蒙古不同马铃薯主栽区、不同年份采集的马铃薯晚疫病菌株进行病菌基因型和表现型多样性分析,以期建立起我国马铃薯晚疫病菌的分子基因型研究和为防治内蒙马铃薯晚疫病提供理论依据。 近年来,世界上许多植物病理学家着手于致病疫霉病原菌,特别是病菌的毒性因子和非毒性因子的研究,希望从病原的角度揭示其致病机制和寄主抗性机制,为马铃薯晚疫病的防治提供理论基础。病菌的无毒基因(Avirulence gene,Avr基因)是非毒性因子研究中的热点。根据“基因对基因”学说,马铃薯-晚疫病菌这一病理体系中的抗性基因和相应的无毒基因符合基因与基因互作。基于马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的最新研究成果,本论文从基因组学和转录组学方面对病菌无毒基因进行了进一步的研究,为马铃薯晚疫病无毒基因的克隆奠定基础。具体结果如下: 1.对国内51个马铃薯晚疫病菌株(其中40个来自内蒙)和9个来自国外的参照菌株进行表现型和基因型多样性分析。表现型多样性从供试菌株的交配型和生理小种组成进行分析;利用RFLP-PCR技术检测病菌线粒体DNA单倍型、SSR和AFLP技术分析病菌基因型多样性。除云南菌株V12为A2交配型外,所有供试菌株均为A1交配型。在38个内蒙被测菌株中,共发现18个生理小种,其中以小种3,4,7,10;1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11;3,4,6,7,10发生频率较高,分别占被测菌株的21.1%,13.2%,10.5%,表明在内蒙已出现了优势生理小种。所有来自中国北部地区的48个病菌(94.1%)线粒体DNA单倍型均为Ⅱa型,其中包括内蒙古的40个菌株;来自云南的3个菌株具有2种不同线粒体DNA单倍型(Ⅰa型和Ⅱb型);由此推测Ⅱa型可能是目前内蒙地区甚至我国北部地区马铃薯晚疫病菌的主要类型。通过对国内被测菌株的SSR分析,共发现4种基因型SG1,SG2,SG3和SG4。所有内蒙菌株SSR基因型均为SG1,无差异存在,说明它们属于同一无性系;其他来自中国北部地区的8个菌株也具有同样的SSR基因型SG1,SG1基因型占被测菌株SSR基因型的94.1%;来自云南的3个菌株的具有各自独特的基因型,分别为SG2(V12)、SG3(B13)和SG4(B7)。利用AFLP技术分析所有菌株表明:所有菌株可划分为28个AFLP基因型,平均每2个菌株为一特有的基因型,这28个基因型分布于4个组中。AFLP分析研究表明病菌AFLP基因型与病菌的地理来源、交配型、生理小种、线粒体DNA单倍型和SSR基因型没有相关性。
论文目录:
第一章 文献综述
1 马铃薯晚疫病的重要性和危害性
2 马铃薯晚疫病病原-Phytophthora infestans
2.1 Phytophthora infestans属于卵菌
2.2 病原生活史
3 马铃薯晚疫病菌表现型和基因型多样性研究
3.1 马铃薯晚疫病菌表现型结构的研究
3.2 马铃薯晚疫病菌基因型多样性的研究
4 P. infestans-马铃薯互作的分子基础研究
4.1 P. infestans-马铃薯“基因对基因”互作的基因组学
4.2 P. infestans-马铃薯互作的转录组学
第二章 论文设计
1 立题依据
1.1 内蒙古马铃薯晚疫病菌表现型和基因型多样性分析
1.2 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的遗传定位及转录表达谱分析
2 研究目的
3 预期目标
4 总体设计
4.1 中国内蒙地区马铃薯晚疫病菌表现型和基因型多样性分析
4.2 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的遗传定位及基因表达分析
第三章 中国内蒙古地区马铃薯晚疫病菌表现型和基因型多样性分析
1 引言
2 材料与方法
2.1 实验材料
2.2 方法
3 结果和分析
3.1 病菌交配型
3.2 病菌生理小种鉴定结果
3.3 病菌线粒体DNA单倍型分析
3.4 病菌SSR分析
3.5 病菌AFLP分析
4 讨论
5 小结
第四章 马铃薯晚疫病菌遗传图谱的构建与分析
1 引言
2 材料与方法
2.1 供试菌株
2.2 马铃薯晚疫病菌基因组DNA提取
2.3 AFLP分析
2.4 数据处理
3.结果与分析
3.1 AFLP标记在亲本和F1个体间多态性分析
3.2 AFLP连锁图谱的构建
4 讨论
5 小结
第五章 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因Avrl的遗传定位
1 引言
2 材料与方法
2.1 供试菌株
2.2 BSA(Bulk Segeregation Analysis)分析
2.3 马铃薯晚疫病菌基因组DNA提取
2.4 AFLP分析
2.5 目的标记片段的克隆测序
3 结果和分析
3.1 4个池之间马铃薯无毒基因Avrl候选标记的筛选
3.2 与Avrl连锁的AFLP标记的验证
3.3 马铃薯晚疫病菌Avrl的定位
3.4 AFLP标记的回收、克隆及测序
4 讨论
5 小结
第六章 利用cDNA-AFLP技术鉴定无毒基因的候选表达序列
1 引言
2 材料与方法
2.1 供试菌株
2.2 BSA(Bulk Segeregation Analysis)分析
2.3 RNA提取和双链cDNA的合成
2.4 cDNA-AFLP差异显示分析
2.5 差异表达片段回收及克隆测序
2.6 BLAST分析
2.7 无毒基因相关片段在病菌个体上的验证
2.8 RT-PCR分析
3 结果与分析
3.1 马铃薯晚疫病菌cDNA-AFLP分析引物组合及选择性碱基的选择
3.2 cDNA-AFLP分析
3.3 序列分析
3.4 无毒基因相关TDFs在个体上的验证
3.5 RT-PCR分析
3.6 4个无毒基因候选片段的序列分析及功能注释
4 讨论
5 小结
第七章 结论与综合讨论
1 主要结论
1.1 内蒙马铃薯晚疫病菌表现型和基因型多样性分析
1.2 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因定位研究
1.3 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的转录表达谱研究
2 综合讨论
2.1 我国马铃薯晚疫病菌A2交配型与病害流行
2.2 分离马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的策略探讨
2.3 马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因的应用前景
2.4 今后我国马铃薯晚疫病菌研究的几点看法
2.5 后续工作
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2005-09-05
参考文献
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- [2].中国马铃薯晚疫病菌群体遗传结构研究[D]. 朱杰华.河北农业大学2004
- [3].甘肃马铃薯晚疫病菌群体结构及病害治理技术研究[D]. 李继平.甘肃农业大学2013
- [4].马铃薯晚疫病菌四个RxLR基因的功能鉴定[D]. 董冉.山东农业大学2016
- [5].马铃薯晚疫病菌RxLR效应蛋白与寄主蛋白互作促进侵染的机制研究[D]. 王晓丹.东北农业大学2015
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- [5].抗病基因在野生马铃薯种中的多态性和进化[D]. 王密恰.中国农业科学院2007
- [6].马铃薯青枯病抗性相关基因的分离及其功能分析[D]. 李广存.中国农业科学院2006
- [7].马铃薯抗晚疫病主效位点的基因定位和遗传分析[D]. 徐建飞.中国农业科学院2008