我国大豆疫霉根腐病菌无毒基因Avr1b的遗传多样性研究

论文摘要

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae Kaufmann & Gerdemann）引起的世界毁灭病害。Avr1b基因是克隆得到的大豆疫霉菌的第一个无毒基因,在大豆疫霉菌与大豆的互作中,除了其针对抗病基因Rps1b的无毒功能外,在病菌致病过程中可能还具有重要的毒性功能。应用PCR-SSCP（聚合酶链式反应-单链构象多态性）技术检测我国174个大豆疫霉分离物Avr1b基因在我国大豆主产区的变异情况,与分属四个主要基因型的模式菌系对比分析,135个大豆疫霉分离物单链构象与P7064（genotypeⅣ）相同,35个与P6497（genotypeⅠ）相同,3个与P7076（genotypeⅡ）相同,没有发现与P7074（genotypeⅢ）相同的分离物,一个分离自黑龙江的菌株与上述四种基因型均不同。对一些分离物致病性分析和测序结果表明,识别病菌Avr1b无毒基因的大豆抗病基因Rps1b受到较低的选择压力,在生产实践中仍然十分有效。生物信息学预测Avr1b蛋白包含5个激酶磷酸化位点和1个N-糖基化位点。一些分离物在这些位点之间发生氨基酸变异,这些位点突变导致病菌对Rps1b抗病基因呈现不同类型:1)某些位点氨基酸的变异导致蛋白质变化病原菌表现毒性;2)碱基缺失致使分离物编码氨基酸序列发生很大变化,对Rps1b表现无毒,该变异序列可能与毒性变异相关,也可能是基因组另外的拷贝。本研究通过对我国大豆疫霉Avr1b基因遗传多样性分析,对田间合理布局、培育新的抗病品种具有重要理论意义。推测其变异规律,鉴定Avr1b蛋白毒性变异可能的活性位点,为认识大豆疫霉菌与大豆的互作机制奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 卵菌的危害
• 1.2 大豆疫霉生物学特性
• 1.3 基因的变异
• 1.3.1 遗传变异发生的机制
• 1.3.2 研究技术
• 1.4 无毒基因研究
• 1.4.1 基因对基因假说
• 1.4.2 无毒基因克隆与功能分析
• 1.5 无毒基因Avr1b克隆与功能分析
• 1.6 利用PCR-SSCP技术分析基因变异
• 1.6.1 PCR-SSCP技术原理
• 1.6.2 PCR-SSCP技术的不断改进
• 1.6.3 PCR-SSCP技术在各领域的应用
• 1.6.4 PCR-SSCP方法的优缺点
• 1.7 我国大豆疫霉及大豆品种分布情况
• 1.8 本研究的目的和意义
• 第二章 我国东北及西北地区大豆疫霉病株采集及分离
• 2.1 材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 病组织直接分离法
• 2.2.2 刺激卵孢子萌发法
• 2.3 大豆疫霉分离结果
• 2.4 讨论
• 第三章 大豆疫霉无毒基因Avr1b PCR-SSCP分析
• 3.1 小量菌丝DNA的提取
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 方法
• 3.2 PCR-SSCP分析
• 3.2.1 靶标片段扩增
• 3.2.2 SSCP分析
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 小量提取DNA
• 3.3.2 PCR-SSCP检测结果与分析
• 3.3.3 PCR-SSCP条件优化
• 3.4 讨论
• 第四章 代表菌系的致病性测定和序列分析
• 4.1 代表菌系序列分析与生物测定
• 4.1.1 测序
• 4.1.2 生物测定
• 4.2 序列对比和生物测定结果与分析
• 4.3 讨论
• 第五章 Avr1b蛋白结构预测及毒性变异模型推测
• 5.1 Avr1b蛋白结构预测
• 5.2 氨基酸序列对比与分析
• 5.3 Avr1b基因变异的可能活性位点及变异情况
• 第六章 结论与创新点
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介