1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.意义:小麦在中国乃至世界是最重要的主要粮食之一,全球以小麦为主食的人口约有35-40%左右[1]。
白粉病作为小麦主要三大病害之一,近年来随着田间肥水条件的改善[2]以及气候变化等原因导致小麦白粉病病害的发生日趋严重,对小麦的生产造成了重大影响。
在田间采用生物、化学等方法虽然对病害的防治有一定效果,但是浪费人力物力也会对环境造成危害,利用广谱高抗的抗源基因并对抗病基因遗传特性进行研究从而培育抗白粉病品种是最为经济有效的途径。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标:本项目旨在获得不同材料中的抗白粉病Pm21基因NLR1-V的直系同源基因序列,进行序列比对分析,获得该基因的系统进化的理论基础。
2.研究内容:本研究利用本实验室收集的不同品系簇毛麦材料,提取DNA与RNA,利用与Pm21紧密连锁的分子标记,鉴定个材料中是否含有该基因位点;对存在该基因位点的材料,根据簇毛麦NLRs测序序列设计引物,分别从基因组水平和转录水平获取NLR1-V的直系同源序列,然后连接到pTOPO-Blunt载体上测序,获得序列后利用生物信息学手段进行同源性比对,分析不同材料中该抗病基因的差异,进行基因系统进化的分析,进一步说明该基因的相关结构组成、进化方向以及变化规律。
3.拟解决的关键问题:获取不同品系簇毛麦中NLR1- V的直系同源序列,对该基因进行系统进化分析。
3. 研究的方法与方案
1.研究方法:(1)取材:取不同抗病簇毛麦材料,用TRIZOL法提取RNA,再反转录成cDNA,用CTAB法提取DNA。
(2)克隆测序:设计引物在cDNA中扩增回收目标片段。
把克隆到的序列连接到pTOPO-Blunt上进行转化,在有抗性筛选的培养基上进行培养,12-16小时后挑单克隆摇菌4小时,然后进行菌液PCR,产物进行琼脂糖凝胶电泳进行检测,选取阳性单克隆进行测序。
4. 研究创新点
实验室研究中克隆到了Pm21抗病关键基因NLR1-V。
但其抗病机理还不清楚,本课题的研究对抗病机理的研究可以提供一定的理论基础。
5. 研究计划与进展
2017年7月-2017年8月:阅读相关文献材料,为实验进行做理论基础准备;预期进展:了解抗白粉病相关的研究背景知识。
2017年9月:在实验室由师姐带领进行学习操作;预期进展:熟练掌握实验室仪器的使用及实验过程中的各种操作技术。
2017年10月-2017年2月:对不同抗病材料中NLR1-V同源基因进行克隆测序;预期进展:获得NLR1-V在不同材料中的同源序列。
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