水稻细菌性条斑病抗性QTL的染色体单片段代换系构建与验证和图位克隆

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ltiao9600
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水稻细菌性条斑病(Bacterial leaf streak, BLS)是水稻中一种常见的检疫性细菌病害,通常由(Xanthomonas oryzae pv. Oryzicola)引发,其危害极其严重。水稻对细菌性条斑病的抗性是由多对基因控制的,且大多为微效基因。深入挖掘现有资源中的数量抗性基因座(Quantitative resistance locus, QRL),对选育抗病新品种和进一步明确植物抗病机理具有重要意义。目前已经定位的水稻细条病抗性QTL共有13个。基于课题组前期的工作基础上,本研究拟对其中的两个抗性QTL (qBlsr5a和qBlsr3d)进一步开展相关研究工作,主要研究内容和结果如下:1、前人已将对表型变异贡献率较大的抗性QTL qBlsr5a定位在第5号染色体短臂上一个较小的区间内(78.3kb),本研究旨在实现qBlsrSa的图位克隆。将感病亲本H359与其染色体片段代换系H359-BLSR5A (qBlsr5a区段来自Acc8558)进行杂交,构建了一个较大的F2群体(4600个有效单株)。利用qBlsr5a定位区间两端的标记对F2单株进行基因型分析,共筛选出6个在目标区间内发生交换的重组植株,从重组植株衍生的F3株系中筛选出纯合的重组植株,从而获得一系列相互重叠的单染色体片段代换系。进一步对各染色体片段代换系进行人工接种和抗病鉴定,通过图示基因型分析,将qBlsr5a定位在一个30kb的范围内。该区段共有3个注释基因(LOC_Os05g01700、LOC_Os05g01710和LOC_Os05g01730)。生物信息学分析初步确定LOC_Os05g01710可能为qBlsr5a的候选基因。进一步以感病亲本H359和抗病亲本H359-BLSR5A为材料,对3个注释基因在细条病菌接种后的表达动态进行qRT-PCR分析,结果表明,3个注释基因在两品系中都有表达,但是细条病菌侵染前后表达没有明显变化。进一步对3个注释基因进行测序分析发现:LOC_Os05g01710的编码区在感病亲本H359和抗病亲本中有两个碱基的差异,该位点位于其所编码蛋白的第39位碱基,在感病亲本H359中编码的是缬氨酸,在抗病亲本中H359-BLSR5A所编码谷氨酸。值得注意的是:LOC_Os05g01710是抗白叶枯病R基因xa5的等位基因。以上结果表明:LOC_Os05g01710极可能是qBlsr5a目标基因。本研究进一步以pTCK-303为载体,构建了LOC_Os05g01710干扰载体,为候选基因的验证工作奠定基础。2、本研究以课题组构建的携有多个细条病抗性QTL(qblsr3d, qBlsr5a,qBlsr5b)的近等基因系H359R为供体亲本,以感病品种H359为受体亲本,通过杂交,多次回交和自交,并结合分子标记辅助选择,成功构建了仅携有QTLqblsr3d的染色体单片段代换系,命名为H359-BLSR3D。进一步利用分子标记定位表明:渗入区段位于第3号染色体分子标记3DSSR3和3DSSR12之间,物理距离约为1250kb。田间接种鉴定表明:H359-BLSR3D与感病亲本H359间的细条病抗性差异显著,该研究结果证明了抗性QTL qBlsr.3d的真实存在。H359-BLSR3D将为QTL qBlsr3d的精细定位和最终克隆奠定基础。
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