小麦种质资源对麦长管蚜抗性的mRNA差异显示的研究

论文摘要

麦长管蚜（Sitobion avenae Fabricius）,属半翅目Hemiptera蚜科Aphididae,是世界性小麦最重要害虫之一,也是我国小麦产区的主要害虫和重点监测与防治对象。麦长管蚜是典型的r-对策昆虫,化学防治治标不治本,并容易产生严重的“3R”（即:抗药性、再猖獗和高残留）问题,对环境造成严重的危害。小麦在长期进化过程中已经具抗性基因,它们或微效表达、或被沉没、或与其他性状紧密连锁。筛选小麦内源抗性基因既节省育种成本、又减少化学农药使用,是一举两得、事半功倍的研究。本研究通过对21种小麦种质资源的田间表型鉴定,利用回交技术创建近等位基因系;用DDRT-PCR技术研究回交后代抗感相关基因的差异,运用现代生物技术进行抗蚜基因筛选、克隆研究,筛选出内源抗性基因,以期对小麦害虫生态调节具有重要的理论和应用价值。研究得出以下重要结论:1、以小麦种质资源千粒重损失率为抗性指标,结果表明:在初始蚜量相同的情况下,21个种质资源材料中千粒重损失率最低的是为4.84%而最高的是64.32%,从中筛选出抗性种质资源Amigo和98-10-35以及敏感种质资源1376。2、配制小麦抗蚜材料98-10-35和Amigo与感蚜材料1376的BC1、BC2代回交群体并对其进行苗期的室内抗蚜性鉴定。结果显示:98-10-35/1376的回交BC1代抗性单株4株,敏感单株3株;回交BC2代抗性单株6株,敏感单株1株。而Amigo/1376的回交BC1代抗性单株7株,敏感单株8株;回交BC2代抗性单株12株,敏感单株3株。3、将3对锚定引物和8对随机引物随机搭配共组合24对引物,对亲本98-10-35、Amigo和1376进行DDRT-PCR扩增筛选,共筛选到21对有差异的引物,锚定引物H- T11A和随机H-AP-2、H-AP-7这两对引物组合为最佳组合。4、用稳定有差异的引物对回交群体进行DDRT-PCR扩增,得出小麦种质资源抗蚜性相关基因表达差异;这种差异表达分为三种方式,一是特异表达,包括抗蚜性植株表达（A）为231和敏感植株的不表达（B）为154;二是增强表达,即表达量随抗蚜性水平的增加而增加（C）为302;三是减弱表达,即表达强度（浓度）随抗蚜性水平的增加而降低（D）为271。5、对差异条带再次扩增,获得32条差异条带,然后进行克隆转化并测序,最终获得6条差异基因的片段。通过与Genebank序列同源性对比发现,这些差异序列均与小麦在逆境条件下表达的基因相关,是抗蚜性候选基因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 麦长管蚜的危害特点
• 1.2 抗麦长管蚜小麦种植资源筛选鉴定的迫切性
• 1.3 作物的抗虫性研究
• 1.3.1 作物抗虫性的分类
• 1.3.2 小麦种质资源抗蚜性研究与方法
• 1.4 小麦运用生物技术进行抗蚜育种的重要性与研究进展
• 1.5 差异基因表达的筛选研究
• 1.5.1 基因差异表达的筛选分析方法
• 1.5.2 DDRT-PCR 技术的原理
• 1.5.3 DDRT-PCR 技术在小麦育种的应用
• 1.6 本研究的目的及意义
• 1.7 研究内容与技术路线
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 试虫
• 2.1.2 供试小麦品种
• 2.1.3 主要生化试剂
• 2.1.4 主要试验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 小麦种质资源的抗蚜性鉴定
• 2.2.2 回交后代小麦种植与抗蚜性鉴定
• 2.2.3 RNA 提取与检测及cDNA 第一条链的合成
• 2.2.4 差异条带的回收及二次扩增
• 第三章 结果与分析
• 3.1 小麦种质资源抗蚜性的比较结果
• 3.2 小麦回交近等基因系的抗蚜性鉴定结果
• 3.3 总RNA 提取及反转录的琼脂糖凝胶电泳检测结果
• 3.4 DDRT-PCR 及差异条带统计结果
• 3.5 假阳性片段的排除
• 3.6 目的基因的克隆
• 3.7 差异表达片段测序及同源性比对分析
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 4.2.1 抗麦长管蚜鉴定方法的选择
• 4.2.2 DDRT-PCR 在小麦抗性基因筛选中的应用
• 4.2.3 抗麦长管蚜相关基因的遗传模式
• 4.2.4 已测序的基因功能与抗蚜性分析
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介