小麦抗白粉病基因Pm6的精细定位、克隆及功能解析.pdf

目录

摘要I

ABSTRACTIV

第一章文献综述1

1.植物抗病性1

1.1植物抗病类型及抗病基因1

1.2植物抗病机制4

2.小麦白粉病8

2.1小麦白粉病及其危害8

2.2小麦族B/S/G亚基因组抗性资源挖掘与利用9

2.3小麦抗白粉病基因Pm6研究进展10

3.植物功能基因克隆策略13

3.1植物功能基因克隆策略13

3.2已克隆的抗白粉病基因22

4.本研究的目的和意义22

5.技术路线23

第二章小麦抗白粉病基因Pm6的精细定位、克隆及功能解析24

1.材料与方法24

1.1实验材料24

1.2实验方法25

2.结果分析34

2.1Pm6介导的白粉病抗性鉴定34

2.2Pm6的精细定位35

2.3Pm6候选基因的预测38

2.4Pm6候选基因的功能验证49

2.5Pm6抗性机制的初步解析54

2.6NLRG4-G及Pm6定位区间抗病基因簇的进化分析57

2.7NLRG4-G功能标记开发和利用59

3.讨论62

3.1部分同源染色体2G与2B间的进化关系62

3.2植物抗病基因进化中常产生大量抗病基因簇62

3.3Pm6介导的抗性通路与传统R基因介导的抗性机制相似63

第三章结论65

第四章创新点与不足66

参考文献67

附录75

致谢83

小麦抗白粉病基因Pm6的精细定位、克隆及功能解析

摘要

小麦白粉病是由小麦白粉菌（Blumeriagraminisf.sp.tritici,Bgt）引起的真菌

性病害，严重影响小麦的产量和品质。白粉菌生理小种多、变异速度快，长期使

用单一抗源抗性容易被克服，因此，挖掘新的抗病资源，可为抗病育种提供丰富

抗源。小麦的野生近缘物种中含有丰富的抗性基因，是小麦抗性改良的重要基因

库。上世纪50年代，前人在提莫菲维小麦（T.timopheevii，2n=28，AAGG）中

发现抗白粉病基因Pm6，并将其位于2G染色体长臂，携带Pm6的小麦-提莫菲

维小麦2G-2B渐渗系被应用于抗白粉病育种，特别是欧美国家应用尤为广泛。

Pm6基因表现生育期依赖的抗性，携带Pm6基因的渐渗系和品种在四叶期及其

以后的发育时期表现高抗白粉病，克隆Pm6并解析其抗病机制对于抗病分子育

种具有重要指导意义。本实验室前期研究中，将Pm6基因定位于2GL的特定物

理区段。本研究在前期基础上，进一步精细定位Pm6基因，结合利用EMS诱变

创制感病突变体、RNA-Seq等方法预测并克隆Pm6的候选基因，利用瞬时过表

达系统、VIGS等技术验证候选基因功能，初步解析其抗病机制。取得的主要研

究成果如下：

1、Pm6基因的精细定位和候选基因预测

本实验室前期通过提莫菲维小麦2G染色体分拣测序获得了2G序列，将该

序列与10+基因组中小麦品种LongReachLancer2B染色体的参考基因组序列比

较，结果表明，Lancer的2B中包含427Mb的2G大片段渐渗，该区域覆盖了

Pm6基因定位区间。对定位区间中Lancer2G序列、提莫菲维小麦2G序列与小

麦品种中国春（ChineseSpring,CS）和Fielder的2B序列进行比对，开发定位于

小麦-提莫菲维小麦渐渗系IGV1-465中2G渐渗区段内的37个特异标记，对前

期构建的[IGV1-465×CSph1b]BCF群体进行标记分析，筛选出3种新的重组

12:6

类型，根据其白粉病抗性表型，将Pm6定位于Lancer2G参考基因组的1.2Mb物

理区间（577Mb-578Mb），包含25个高可信度注释基因，其中存在由5个NLRs

和1个ABCtranspo