蜀麦126条锈病抗性形成的遗传基础解析

来源 :王宇凡 | 被引量 : 0次 | 上传用户:goldsir1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由条形柄锈菌(Puccinia striiformis West f.sp.tritici,Pst)引起的条锈病是影响小麦生产的重要真菌病害。培育推广抗条锈病品种是防治该病害的有效措施。但由于条锈菌小种的快速变异,毒性生理小种的出现和流行,致使生产上大部分小麦品种的条锈病抗性快速“丧失”,而失去生产利用价值。因此,发掘抗条锈病新基因并应用于小麦育种,对培育持久抗病品种和实现小麦条锈病的持续防控具有重要意义。蜀麦126是四川农业大学小麦研究所选育的小麦新品种。该品种于2016年通过四川省农作物品种审定(川审麦2016004),是一个丰产、稳产、高抗条锈病的白皮小麦新品种。自2012年育成以来,该品种在条锈病高发重发的四川盆地表现出高水平的抗性。本研究通过QTL定位、组织化学观察、比较转录组和基因功能分析等方法对蜀麦126条锈病抗性形成的遗传基础进行系统解析,以期为小麦条锈病持久抗性品种的培育提供理论依据。主要研究结果如下:(1)为揭示蜀麦126条锈病抗性位点的遗传基础,利用感病小麦品种台长29和蜀麦126杂交构建重组自交系(RIL)群体。通过小麦55K SNP芯片对RIL群体进行基因型分型,在多个环境下对RIL群体进行条锈菌接种鉴定,定位RIL群体的抗条锈病QTL位点。共定位到六个抗条锈病QTL,分别位于染色体1BL、2AS、2AL、6AS、6BS和7BL。除QYr.sicau-2AL外,其余QTL均来自抗病亲本蜀麦126。主效位点QYr.sicau-1BL和QYr.sicau-2AS,解释27.00%-39.91%和11.89%-17.11%的表型变异率,可能为已报道的抗条锈病基因Yr29和Yr69。微效QYr.sicau-2AL、QYr.sicau-6AS和QYr.sicau-6BS为新位点。鉴定到QYr.sicau-2AS和QYr.sicau-7BL两个苗期位点。其中,QYr.sicau-7BL仅在苗期鉴定到,QYr.sicau-2AS在全生育期均被检测到。QYrsicau-1BL、QYr.sicau-2AS和QYr.sicau-2AL组合具有加性效应。进一步开发并验证了主效位点QYr.sicau-1BL(AX-111056129和AX-108839316)和QYr.sicau-2AS(AX-111557864和AX-110433540)的KASP标记,可用于两个抗病位点的分子标记辅助选择。(2)利用组织病理学技术手段揭示蜀麦126、主效位点QYr.sicau-1BL株系(1BL株系)和QYr.sicau-2AS株系(2AS株系)抵御条锈菌CYR34侵染的组织化学特征。蜀麦126(IT=3)和2AS株系(IT=2-3)苗期抗条锈病,接种14dpi后叶片表现出明显坏死斑,蜀麦126叶片可见零星条锈菌孢子堆;1BL株系(IT=7-8)感条锈病,叶片出现大量菌孢子堆。条锈菌孢子在抗病和感病材料中均能分化形成吸器母细胞,蜀麦126和2AS株系中菌丝生长受到显著抑制,表现为菌丝长度变短、菌丝分支和吸器数量显著减少。条锈菌侵染早期在蜀麦126和抗病2AS株系中观察到大量H2O2积累。(3)利用我国当前流行条锈菌小种CYR34对蜀麦126进行接种,取接种后不同时间点的叶片进行转录组测序,鉴定蜀麦126条锈菌胁迫响应差异表达基因。接种后1、3和7天,分别鉴定到520、148和1439个差异表达基因(DEG),大多数基因仅在条锈菌侵染后的1-2个时间点差异响应,表现出短暂的表达模式。GO和KEGG富集分析表明,多种生物进程包括光合作用、类黄酮生物合成、氧化磷酸化、MAPK信号通路和苯丙氨酸代谢参与了蜀麦126对条锈菌的防御反应。部分基因参与植物-病原菌互作通路,包括202个典型抗病基因和16个转录因子。这些条锈菌胁迫响应差异表达基因可能参与了蜀麦126的抗性形成。(4)从蜀麦126转录组的“植物-病原菌互作”通路中,鉴定到一个在条锈菌接种后1dpi和7dpi均差异表达的基因,编码酪氨酸蛋白激酶(暂命名TaTPK)。TaTPK全长5666bp,CDS序列长度为1098bp,编码365个氨基酸,具有酪氨酸激酶催化结构域。该基因在蜀麦126(TaTPK-SM126)和台长29(TaTPK-TC29)中的CDS序列高度保守。条锈菌胁迫后,TaTPK-SM126的表达量极显著高于TaTPK-TC29,表明该基因可能正向调控蜀麦126的条锈病抗性。烟草亚细胞定位表明TaTPK位于细胞膜。瞬时沉默TaTPK减弱了蜀麦126的条锈菌抗性,条锈菌生长发育更好,且叶片中的活性氧积累更少。表明TaTPK可能通过调控H2O2的积累实现条锈病抗性。
其他文献
悲剧,是三岛由纪夫创作及人生的主题。三岛由纪夫的悲剧审美意识可以用死亡与虚无这两个核心概念进行概括。对于三岛来说,死亡,是一种主动的悲剧性,是澄澈明朗的生命力的充盈,这样的死亡既是他所向往的“悲剧性的东西”的内核,也是他形而上的悲剧意识当中使悲剧得以确保唯一性、无限性、永恒性的充要条件。虚无,则是一种被动的悲剧性,在三岛的作品语境中其含义可分为三层,首先意指日本战后社会所处的迷茫空虚、消极颓废的现
鸭坦布苏病毒(duck Tembusu virus,DTMUV)属于黄病毒科黄病毒属的一种单股正链RNA病毒,主要引起雏鸭神经症状和蛋鸭产蛋下降。西尼罗河病毒(West Nile virus,WNV)和登革病毒(Dengue virus,DENV)等黄病毒在非结构蛋白5(non-structural protein 5,NS5)的N端含甲基转移酶(methyltransferase,MTase)结
水稻是重要的粮食作物之一,水稻的高产量及高品质是维持民生的重要保障。在水稻的整个发育阶段,会受到多种病原物及虫害的侵害。在生产中,利用由R基因介导的抗性是水稻抗病育种最有效的手段之一。但在实际条件下,大面积栽种单一抗病材料会对稻瘟病菌群体造成特定的选择压力,加速了稻瘟病菌群体的进化,致使抗病品种的抗性丧失,品种失效。因此,为了促进绿色农业的可持续发展,植物病理学家致力在水稻中挖掘新的具有广谱抗性的
动物的运动行为丰富多样,在时空上层次分明。秀丽隐杆线虫的行为序列,由节律性运动序列组织而成。在长时间尺度上,前进、后退和转向运动灵活有序转变组成行为序列。在短时间尺度上,身体不同部分依次振荡,产生节律性的前进运动序列。在这里,我们想要研究线虫神经系统通过怎样的神经环路机制和神经网络算法,产生了不同时间尺度下的运动序列。我们以线虫为研究对象,综合运用多种研究技术对以上问题进行解答。我们对自由行为的线
目的分析强化健康宣教对维持性血透患者透析间期水分控制的护理效果,旨意为相关人员的研究工作提供参考文献。方法本试验择取2019年1月25日-2020年1月25日来我院治疗疾病的终末期肾病患者68例为研究样本。现依照患者是否接受强化健康宣教。将其分为对照组34例以及观察组34例。对照组患者入院之后接受常规化护理干预。以此为基础,观察组患者接受强化健康宣教,分析结果。结果和对照组相比,观察组患者体重增长
股权激励政策是近几年兴起的一种新型绩效激励手段,对于促进新常态下企业全方位转型发展起到了积极的作用。针对企业经济业务发展实际现状以股权作为激励的手段,对提升员工工作效率和工作质量起到了无可替代的作用。论文针对碧桂园公司股权激励的基本情况进行了全面的分析,研究了企业在股权激励过程中存在的一些问题,针对相关问题提出了对应的解决措施。论文更好地关注产业链的利益相关者,通过利益相关者对企业发展信心的增加,
2021年中央一号文件进一步提出“推进城乡公共文化服务体系一体建设,创新实施文化惠民工程”。2020年中央一号文件提出“改善乡村公共文化服务,推动基本公共文化服务向乡村延伸”,2020年党的十九届五中全会提出“提升公共文化服务水平,健全现代文化产业体系”。2018年,《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》印发,对“加强农村公共文化建设”提出了具体要求。2017年,党的十九大报告明确提出“推动
在实际英语写作教学中,笔者发现,在写作教学中,教师们对如何有效提高学生的英语写作能力存在困难。大部分教师在布置完写作任务后,待学生写完、给学生评分,而学生纠正完错误后就算完成写作练习。然而,这很难从根本上提升学生的写作能力。众所周知,背诵是提升写作水平的一种学习方法,但很多人写完一篇作文后开始盲目地背诵范文,并不对范文进行分析和思考。这样的方法是否有效,值得深思。尽管背诵是一种常见又传统的学习英语
近年来,我国始终坚持把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重,把全面推进乡村振兴作为实现中华民族伟大复兴的一项重大任务。乡村振兴战略背景下,农产品滞销问题却依然广泛存在,严重阻碍我国农业农村现代化发展。市场信息不对称引发的农产品滞销是目前迫切需要解决的现实问题。在数字经济时代下,新技术革命推动互联网+迅速渗透农产品领域,使助农电商步入快速发展阶段,成为拉动农产品销售的重要渠道,有效助力农产品上行。
学位