水稻白叶枯病抗性相关基因及抗病基因类似序列的克隆

论文题目: 水稻白叶枯病抗性相关基因及抗病基因类似序列的克隆

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物遗传育种

作者: 王洁

导师: 孔繁玲,赵开军

关键词: 水稻,白叶枯病,差异显示,抗病基因同源序列

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 水稻抗病相关基因的克隆有助于阐明水稻抗病的分子机制。Xa23是章琦等人从我国普通野生稻Oryza rufipogon)中鉴定出来的1个新的白叶枯病抗性基因,并已育成以感病籼稻品种JG30为遗传背景的近等基因系CBB23。本研究以JG30和CBB23为材料,通过mRNA差异显示技术和基于同源序列的候选基因法,对抗、感近等基因系材料接种病原菌后1、3、5、7、10天得到的cDNA进行RT—PCR分析,分离在抗、感近等基因系间差异表达的cDNA片段,期望找到与抗病基因连锁或相关的基因片段,为克隆Xa23基因提供条件。 通过mRNA差异显示技术获得5个在抗、感近等基因系间差异表达的cDNA片段。其中片段CU10在感病材料JG30接种病菌后1～10天期间的表达量基本不变,而在抗病近等基因系CBB23接种病菌后的同一时段内所表达量普遍大于感病材料,而且其表达量随着接种病菌后时间的延长增强。序列同源性比对结果表明:CU10与水稻接种稻瘟病菌6、24小时后获得的4个EST序列(CB663801、CB658079、CB651075、CB648338)有99%(368/369)的同源性。据此推测,CU10序列来源于水稻基因组,其表达受到病原菌的诱导,其产物可能是水稻抗病信号传导途径中某种共同因子。将其电子定位到水稻第2号染色体。其它4个cDNA差异片段,在GeneBank中未搜索到具有明显同源性的序列,推测可能是新的cDNA片段。 根据STK类抗病基因保守区设计引物,从抗、感近等基因系中均扩增出一条472bp大小的条带,序列分析表明:该片段与通过差异显示方法所获得的CU10是同一序列,根据与其高度同源的EST序列,将其延长为1030bp,记为RTK;多序列比对显示,RTK上游序列与水稻接种稻瘟病菌6、24小时后获得的EST完全相同,而与未接种对照差别较大;下游序列在对照与接种病原菌后得到的EST之间没有差别。通过设计引物,在抗病的CBB23中扩增出RTK全长序列,而在感病亲本JG30中没有扩增出条带;证实了电子延长的正确性,同时也说明RTK基因与抗病性存在着某种联系。RTK有一个完整的开放阅读框,其编码的蛋白质具有信号肽和跨膜结构域,可能是一个具有磷酸化功能的跨膜蛋白。 根据NBS-LRR类抗病基因保守区设计引物,从抗、感近等基因系中扩增出一条500bp大小的条带,测序后获得了2类不同的NBS-LRR类抗性基因同源序列,其中NB1长514bp,电子定位于第11号染色体6978.5K～6979.1K处;NB2长505bp,电子定位于第11号染色体29707.9K～29708.5K处。二者的DNA序列同源性只有30%,但编码的氨基酸序列均具有NBS-LRR类抗性基因的典型保守结构,同源性搜索显示与已克隆的NBS-LRR类抗性基因同源序列有较高的同源性,说明NR1和NB2是NBS—LRR类抗性基因同源片段。它们与抗病性的关系有待获得全长cDNA序列后再进行分析鉴定。 根据胞外LRR类抗病基因保守区设计引物,从抗、感近等基因系中获得了2个RGA序列:LR1和LR2。序列分析发现,LR1和LR2不具有LRR类抗病基因的典型保守结构域。推测两片段与目的抗性基因无关。 对图位克隆法获得的4个抗病候选基因进行RT-PCR分析,表明4个候选基因在转录水平上均有表达。

论文目录:

中文摘要

Abstract

缩略词表

目录

第一章 文献综述

1.1 植物抗病基因的研究进展

1.2 水稻白叶枯病抗性基因的研究进展

1.3 水稻基因组研究进展

1.4 生物信息学及其应用

第二章 mRNA差异显示法分离水稻抗白叶枯病相关基因

2.1 前言

2.2 材料

2.3 方法

2.4 结果与分析

2.5 讨论

第三章 根据抗病基因保守区克隆水稻抗病同源序列

3.1 前言

3.2 材料和方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论

第四章 Xa23候选基因的RT-PCR分析

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 结论

全文结论

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2005-07-18

参考文献

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