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检索条件"机构=四川农业大学水稻研究所/西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室"

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小麦TaGL3.1基因的克隆及相关分子标记的开发

小麦TaGL3.1基因的克隆及相关分子标记的开发

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作者：张莉莉西北农林科技大学

学位级别：硕士

小麦是全球非常重要的粮食作物,近年来,可以用来耕种的土地面积逐渐减少,而人口数量却在不断增加,因此对于粮食的需求也越来越大,那么在有限的土地资源条件下,如何提高小麦的产量已经成为今后农业发展的主要研究目标。千粒重对小麦的产... 详细信息

小麦是全球非常重要的粮食作物,近年来,可以用来耕种的土地面积逐渐减少,而人口数量却在不断增加,因此对于粮食的需求也越来越大,那么在有限的土地资源条件下,如何提高小麦的产量已经成为今后农业发展的主要研究目标。千粒重对小麦的产量起到至关重要的作用,它主要由籽粒的长度、宽度、厚度和饱满度等决定。本研究以自育的大粒小麦品系西农817和小粒小麦中国春为材料,利用水稻Os GL3.1基因,小麦二倍体祖先种与小麦基因组的共线性关系以及EST序列,设计好特异引物之后再同源克隆,得到的结果如下:1.通过PCR技术从普通小麦分离得到完整Ta GL3.1基因。结果得到三种不同的序列,它们来自小麦的三个染色体组。Ta GL3.1不同基因组基因除包含碱基的代换外,也含有碱基的插入和缺失,这些原因导致了小麦各个基因组上Ta GL3.1大小的差异。该基因在中国春5AS、5BS、5DS上的DNA全长序列分别为9063bp,9136bp,9111bp,三个同源基因的序列一致性高达96.79%;在西农817 5AS、5BS、5DS上的DNA全长序列分别为9065bp,9134bp,9111bp,三个同源基因的序列一致性高达95.40%。2.c DNA克隆测序结果表明三种序列外显子区域相对保守。c DNA序列全长2769bp,编码922个氨基酸。经过对中国春与西农817的序列进行比对,其中的A序列在两个小麦材料中仅有一个单碱基的替换,尚未造成所编码氨基酸的改变,B序列在西农817第3155处有一个单碱基A的缺失,D序列在两个小麦品种中无差异。Ta GL3.1基因与大麦Hv GL3.1基因(AK375108.1)同源性高达98.0%。*** GL3.1蛋白一级结构分析显示该蛋白为稳定蛋白。Ta GL3.1蛋白的理论等电点PI为5.86,与水稻理论等电点(5.70)基本一致。二级结构主要由无规则卷曲、延伸链、a-螺旋、β-折叠构成。亚细胞定位分析可知,有50.5%的可能性在细胞质中。结构功能域分析表明,Ta GL3.1蛋白属于MPP superfamily,它编码一个丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶基因(PP2Ac)和保守的Kelch重复结构域。信号肽在线预测结果表明Ta GL3.1蛋白不含有信号肽。Ta GL3.1蛋白和水稻Os GL3.1蛋白的三维结构几乎重叠,说明与水稻粒长Os GL3.1基因同源的小麦Ta GL3.1基因在小麦中也可能调控小麦籽粒长度。*** GL3.1蛋白与其他物种GL3.1基因编码的氨基酸序列比较结果表明,不同物种的GL3.1蛋白具有很高的同源性,Ta GL3.1蛋白与大麦的同源性最高,达到98%。Ta GL3.1氨基酸序列与其他植物GL3.1氨基酸序列并无明显的插入缺失,说明Ta GL3.1蛋白高度保守。系统进化树分析表明Ta GL3.1蛋白在进化上比较保守,尤其是在禾谷类作物间较为保守。5.依据小粒小麦中国春与本研究组育成的大粒小麦西农817的Ta GL3.1基因组全长序列比对结果,针对差异位点设计引物,利用分子标记Ta GL3.1-9对以中国春与西农817通过杂交构建的F5群体部分材料进行检测,初步证明此基因可能和粒长相关。6.利用40对相关序列扩增多态性引物对豫麦2号及其近年来育成的参加黄淮麦区预试或区试的51个衍生品种(系)进行遗传分析。结果表明:40对SRAP引物在52份材料中共检测出941个等位变异,其中具有多态性的266个,多态性条带比率为28.27%,每对引物平均检测出6.65个等位变异;SRAP引物基因多态信息含量值为0.106 3.7385,平均值为0.477 5;在遗传相似系数0.5710处将52份材料分为5个类群,与群体遗传结构分析的结果基本一致,聚类结果也与遗传系谱较为吻合;豫麦2号对各世代的遗传贡献分析表明,豫麦2号对其衍生子二代、子三代和子四代的平均遗传贡献率为44.06%、42.14%和41.98%。

关键词：小麦 TaGL3.1基因粒长分子标记

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水稻Tetep基因组NLR基因的快速演化及其抗病模式

水稻Tetep基因组NLR基因的快速演化及其抗病模式

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2018全国植物生物学大会

作者：王龙赵丽娜张小辉贾艳晓田大成杨四海南京大学生命科学学院

合理高效地利用抗病资源,是培育抗病优良品种、防治植物病害、保障农业可持续发展的重要策略。到目前为止,虽然在抗病基因鉴定与克隆、抗病机制等方面的研究取得了较大的进展,但在植物持久、广谱高抗机制方面尚需进一步探究。我们以水... 详细信息

合理高效地利用抗病资源,是培育抗病优良品种、防治植物病害、保障农业可持续发展的重要策略。到目前为止,虽然在抗病基因鉴定与克隆、抗病机制等方面的研究取得了较大的进展,但在植物持久、广谱高抗机制方面尚需进一步探究。我们以水稻对稻瘟病菌具有广谱、持久抗性的品系Tetep为研究对象,利用三代测序技术对其基因组进行了重新构建,共鉴定出455 NLR类型的抗病基因;和日本晴、9311等基因组相比较发现,不同品系之间NLR的数量虽然基本一致,但在序列的差异等方面存在显著的差异;通过对Tetep基因组NLR基因的系统克隆、感性品系的遗传转化,共计获得219个独立NLR基因位点的转基因植株,通过12个独立来源的稻瘟病菌的筛选,获得了一批具有不同抗性等级的抗性候选基因;经过对以Tetep为抗原育成的抗性品系重测序验证,二者之间具有较强的一致性:同时,我们在Tetep基因组中共鉴定了42组Paired的NLR基因对,通过对成对基因两个组分的分别敲除实验发现,二者的功能存在明显的分化与分工。以上实验结果为我们系统探讨广谱、持久抗性机制提供了重要的素材与支撑。

关键词：水稻抗病基因快速演化持久抗性

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