水稻地方品种薄稻穗瘟抗性QTL定位分析开题报告

 2023-02-10 16:11:32

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

由于稻瘟病菌存在广泛的变异,且目前仅定位和克隆了1个穗瘟抗性基因,我们急需发掘新的稻瘟病(穗瘟)抗性基因,以满足稻瘟病研究和水稻抗病育种。

水稻是超过三十亿人口的主食。在未来40年里,为了维持不断扩大的全球人口的粮食需求,产量必须增加一倍。稻瘟病是由子囊菌Magnaporthe Oryzae (Hebert) Barr(无性世代为Pyriculariagrisea (Cooke) Sacc.)引起的。每年因稻瘟病造成稻米产量损失足达10%-30%,仅这损失的10%粮食足以养活6000万人一年。世界上主要稻区均存在稻瘟病,其中以亚洲和非洲稻区发病最为严重。

太湖流域地方品种中蕴含着丰富的稻瘟病抗性资源,其中黑壳子粳和薄稻对多个稻瘟病小种表现极强的稻瘟病抗性,我们将从黑壳子粳和薄稻中发掘新的稻瘟病(穗瘟)抗性基因,用于水稻抗病育种与农业生产。

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2. 研究的基本内容和问题

在前期研究中,已筛选出稻瘟病高抗地方粳稻品种黑壳子粳和薄稻,以及高感地方品种苏御糯,并构得黑壳子粳与苏御糯的重组自交系群体,和薄稻与苏御糯F2群体,并对黑壳子粳与苏御糯的重组自交系群体进行了基因型分析,我将在此基础上进行下一步的研究工作。

太湖流域是粳稻发源地之一,其地方品种中具有丰富遗传多样性。本课题组从800多份太湖流域粳稻地方品种资源中筛选出黑壳子粳、铁秆青、薄稻等广谱、持久抗稻瘟病品种(李培富等,1999a,1999b;王建飞等,2002)。利用黑壳子粳/薄稻(R)和苏御糯(S)构建重组自交系群体,用稻瘟病菌株北1 对其进行接种鉴定,同时筛选两亲本多态性标记并对该群体进行基因型分析,完成初定位。根据初定位的结果,优选单株与苏御糯(S)杂交构建次级群体,以用于精细定位。

3. 研究的方法与方案

水稻穗瘟鉴定标准体系的建立

(1) 接种时间:阴天或傍晚;剑叶与倒二叶叶舌间距为5cm左右

(2) 孢子液浓度:2-3105个/ml(刘水芳等,2007)

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4. 研究创新点

Flor在研究亚麻锈病的抗性遗传时,系统地提出了基因对基因假说,这个假说认为,寄主的每个显性抗病基因,在病原物中都有一个与之对应的显性无毒基因,这样在寄主抗病基因与病原物无毒基因之间有一对一的功能相关性。因而,仅当病原物缺乏对应于寄主抗病基因的所有无毒基因时,才能侵染该特定的寄主或寄主品种。稻瘟病菌的突变体分析、有性世代的遗传分析以及稻瘟病菌无毒基因的克隆都表明水稻与稻瘟病菌之间的特异性互作符合基因对基因学说。在这种互作系统中,寄主的抗病基因产物通过对病原菌无毒基因产物进行识别,启动防卫反应,产生对该病原菌的抗病性。因此,只有水稻中存在抗病基因,而稻瘟病菌中又存在相应的无毒基因时,水稻才表现出抗病性。

5. 研究计划与进展

将候选QTL缩短至一定的区间内,可供后人对其进行进一步的精细定位乃至克隆,并对候选基因进行功能分析和验证。

因稻瘟病菌发病与环境密切相关,且接种鉴定在大田中进行,田间环境的不可控性致使鉴定结果存在一定的变动;同时,人工接种与调查工作量大,难度高,且存在一定的人工误差。

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