论文部分内容阅读
由Magnaporthe grisea引起的稻瘟病是水稻上的毁灭性病害之一。实践证明,选育和利用抗病品种是防控稻瘟病为害最有效的、最经济的和最环保的措施。由于稻瘟病菌致病性的变异,导致抗病品种大面积推广35年后丧失抗性,为了有效防控稻瘟病,选育抗病品种是一个长期性的任务。蓉18B是成都市农林科学院作物研究所创制的高抗、优质、配合力强的三系不育系蓉18A的保持系,至今,蓉18A已配组育成了23个杂交稻新品种通过省级或国家级审定。蓉18A高抗稻瘟病,但其抗稻瘟病基因还不清楚。为更好的利用抗稻瘟病基因和品种的合理布局,本研究旨在通过基因定位、基因表达量分析和测序来探究蓉18B的抗稻瘟病基因。主要结果如下:1.通过蓉18B和高感稻瘟病材料丽江新团黑谷构建F2群体,通过7个稻瘟病菌株对F2群体分别接种鉴定,筛选到M14Ga089菌株能使F2群体的抗病单株和感病单株的比例符合3:1。再通过极端集团—隐性群体法（Bulk extremes and recessive class）将赋予蓉18B对M14Ga089菌株抗性的基因定位到第6号染色体GDAP51（10,376,027bp）至RM19918（12,320,121bp）之间,并将其命名为Pir18。2.通过检索日本晴基因组发现在该区间只有Piz位点的基因才具有NBS-LRR结构,因此对蓉18B中Piz位点进行分析。在蓉18B中对Piz位点已克隆抗稻瘟病基因进行连锁标记分析,发现蓉18B与GM4（Pigm）,IR10（Pi2）,IR11（Piz-t）和IR22（Pi9）在相应连锁标记处的带型有差异,说明蓉18B中Pigm,Pi2,Piz-t和Pi9与已克隆的Pigm,Pi2,Piz-t和Pi9存在差异。通过测序比对发现,蓉18B中Pi9与已克隆的Pi9序列有碱基缺失并导致终止密码子出现,造成翻译终止,表明蓉18B中Pi9对蓉18B的稻瘟病抗性没有贡献;已克隆抗的Pi2,Pigm和Piz-t与蓉18B中相应的等位基因（Piz-R18B）进行比对,发现Piz-R18B与Pi2有55个碱基差异,与Pigm有14个碱基差异,与Piz-t有54个碱基差异并有3个碱基缺失,但是Piz-R18B没有出现终止密码子,能形成完整蛋白。因为该区间已克隆的抗稻瘟病基因只有Pi50/Pigm,Pi2,Piz-t和Pi9,且与蓉18B中Pi50/Pigm,Pi2,Piz-t和Pi9存在差异,说明Pir18是该区间内新的抗稻瘟病基因。通过表达量分析发现Piz-R18B在蓉18B中有很高的表达。通过抗谱测定发现蓉18B与IR10（Pi2）和GM4（Pigm）的抗谱存在差异,且抗谱更广,更有利用前景。综上表明Piz-R18B可能就是赋予蓉18B对M14Ga089菌株抗性的基因,即Piz-R18B可能就是Pir18。3.在蓉18B中对已克隆的抗稻瘟病基因进行表达量分析,发现pi25,pi9,pib,pid2和pik-loc在蓉18B中有一定的表达。再对有表达的抗稻瘟病基因进行测序分析,结果表明蓉18B中Pid2与YiXiang 1B中Pid2相比有两个碱基突变但没有导致氨基酸变化;蓉18B中Pi25与GM2中Pi25相比没有碱基差异,而蓉18B中Pia,Pikp,Pita和Pib与Aichi-asahi中Pia,K60中Pikp,YT14中Pita和BL-1中Pib相比都有碱基突变或插入,因此蓉18B中Pia,Pikp,Pita和Pib可能对R18B的稻瘟病抗性没有贡献。综上所述,Pir18赋予了蓉18B对M14Ga089菌株的抗性,是10,376,027bp至12,320,121bp区间新的抗稻瘟病基因,且可能是Piz位点新的等位基因;Pid2和Pi25可能对蓉18B的稻瘟病抗性有贡献。