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由稻瘟病菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr(无性态世代为Pyricularia grisea (Cooke)Sacc.)引起的稻瘟病是广泛发生在世界各稻区的最主要的水稻病害之一,是阻碍水稻高产、稳产的主要因素之一。从根本上来讲,利用抗病品种是防治稻瘟病最经济有效也是对环保友好的措施。然而,往往具有单一抗病基因的水稻品种在广泛种植了一段时间以后就丧失了抗病性,将抗同一病害的不同抗病基因聚合到同一品种中,被认为是获得高水平持久抗病性的重要途径之一。分子标记辅助选择是抗病育种中实现基因聚合的快速而有效的途径,是构建转基因抗病品种的物质基础。另一方面,抗病基因是植物一病原物互作中的一个关键因子,克隆抗病基因是研究植物抗病机制、揭示植物-病原物互作机理和了解寄主与病原菌共进化规律的基础。因此,对抗病基因进行定位,寻找与之连锁的分子标记和克隆抗病基因就变得非常重要。水稻抗稻瘟病基因Pikm对来自泰国、日本和中国的许多稻瘟病菌小种具有稳定的抗病性,为了更好地利用该基因,本研究致力于对Pikm基因的定位和克隆,得到如下结果: 1.Pikm基因的初步定位 主效抗性基因Pikm曾经被人用RFLP标记粗略地定位在水稻第11染色体长臂上,本研究在前人研究的基础上,通过构建包含目的基因Pikm的F2代作图群体,利用BSA和RCA相结合的方法,用第11染色体长臂上公开发表的基于PCR技术的已知标记(STS、CAPS、SSR)进行连锁分析,对Pikm基因进行了初步定位。共筛选了19个已知标记,结果表明,6个微卫星标记(RM5926、RM7443、RM2136、RM5766、RM144和RM254)与目的基因连锁,经逼近将Pikm基因定位于标记RM254和RM144之间。 2.Pikm基因的精细定位 在初步定位的基础上,根据测序品种Nipponbare的BAC克隆序列,构建了目的区域的电子物理图,并且在目标区域开发了10个新的基于PCR的分子标记(STS、CAPS),同时进一步扩大作图群体,对目的基因进行了精细定位,最终将Pikm基因定位于标记K10与K34之间0.3cM的区域内,构建了Pikm基因区域的精细遗传图,并且获得3个与目的基因共分离的分子标记:K27、K28、K33。 3.目的区域的基因预测与候选基因的确定 利用3种生物信息学软件ORF Finder(http://www.ncbi.nlm nih.gov)、RiceGAAS(Autopredgeneset,http://ricegaas.dna.affrc.go.jp)系统和 Soft Berry(http://www.softberry.com)上的FGENESH对Pikm基因所在区域进行基因预测,搜索具有抗病基因保守结构的候选基因,经过初步遴选后,对候选基因进行RT-PCR分析,进一步确定了候选基因PK1。