【摘 要】
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褐飞虱属于迁飞性、刺吸式口器害虫,是对水稻最破坏性的害虫之一。褐飞虱通过其口针刺入水稻韧皮部吸取汁液,致使水稻枯萎甚至死亡,造成严重的水稻产量损失。传统的农药防治方法不仅威胁环境,同时也影响对农产品的营养成分;而农药的长期使用也会增强害虫的耐药性及降低水稻对害虫的抵抗能力。现阶段,防治害虫最经济环保的途径就是利用寄主植物对害虫的抗性。到目前为止,已从不同的栽培稻和野生稻资源中鉴定了38个抗褐飞虱基
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褐飞虱属于迁飞性、刺吸式口器害虫,是对水稻最破坏性的害虫之一。褐飞虱通过其口针刺入水稻韧皮部吸取汁液,致使水稻枯萎甚至死亡,造成严重的水稻产量损失。传统的农药防治方法不仅威胁环境,同时也影响对农产品的营养成分;而农药的长期使用也会增强害虫的耐药性及降低水稻对害虫的抵抗能力。现阶段,防治害虫最经济环保的途径就是利用寄主植物对害虫的抗性。到目前为止,已从不同的栽培稻和野生稻资源中鉴定了38个抗褐飞虱基因,其中成功得到克隆的有14个。遗传背景以及微效数量性状基因位点(Quantitative trait locus,QTL)对水稻抗褐飞虱主效基因的抗性具有一定的影响。本实验室前期研究发现抗褐飞虱基因Bph9在籼稻品种9311遗传背景中表现为抗褐飞虱,而在粳稻日本晴遗传背景中表现为感褐飞虱,于是我们推测籼稻中存在决定Bph9抗褐飞虱功能的基因,且该基因在粳稻中丧失功能。前期通过图位克隆方法以及分子标记辅助育种(MAS)将该位点初步定位到第8号染色体8.9 Mb-16.4 Mb区间。本研究在此基础上继续开发标记,通过分析5970份BC6F3单株筛选到40份重组单株,利用In Del标记分析重组单株,结合苗期抗虫鉴定表型,最终将该基因位点精细定位在第8号染色体8D2-23与8D2-27之间20 kb区段内。该区段仅含一个候选基因,我们将该基因命名为DE9(Dominant epistatic gene of Bph9),DE9位点在粳稻日本晴中对应区域缺失。通过Fosmid基因组文库筛选方法对籼稻Pokkali基因组文库进行筛选,获得覆盖候选基因的27 kb基因组拼接序列。在文库筛选结果的基础上通过酶切方法成功构建了DE9基因组互补验证载体并且将其转化至感性材料NIL-Bph9-Nip中;同时还构建了DE9启动子-GUS融合报告基因载体,转化至粳稻日本晴中,用于后期DE9表达模式的研究。互补验证转基因T0代成株期抗虫结果显示,感性材料NIL-Bph9-Nip转入DE9基因后恢复了抗性。通过RACE方法获得DE9基因的c DNA全长序列,ORF长3132 bp,基因结构显示DE9含有2个内含子及3个外显子。水稻原生质体实验结果表明,DE9蛋白定位于细胞核中。本文对Bph9显性上位基因DE9进行了精细定位及克隆,并初步鉴定了互补验证材料,确定了该基因在植物细胞中定位。为进一步阐明遗传背景或QTL位点与主效抗性基因的互作机制奠定了理论基础,对利用QTL位点辅助主效抗性基因培育稳定、广谱和持久抗虫水稻品种具有重要的指导意义。
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