水稻稻瘟病抗性相关基因的筛选和功能鉴定

作     者：高晓庆 

作者单位：浙江师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：瞿绍洪

授予年度：2015年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：水稻稻瘟病 水稻 抗病基因 基因芯片 

摘      要：稻瘟病是水稻最重要的病害之一。水稻抗稻瘟病育种的难点是,抗病品种的水稻主效抗病基因容易因稻瘟病菌生理小种的改变而丧失抗病性。将来抗病育种将取决于持久抗稻瘟病基因的研究和利用。我们基于植物病原相关分子模式诱导的植物免疫机制(pathogen associated molecular patterns (PAMP)-triggered immunity, PTI),目的在于利用转基因技术,对水稻PTI免疫途径中某个位点进行负向调控,以提高水稻稻瘟病抗性。本研究在稻瘟病应答水稻基因表达芯片分析以及RNAi转基因材料创制的基础上,进行RNAi转基因水稻材料的抗稻瘟病接种鉴定,筛选抗稻瘟病基因,同时对以上转录组数据进行生物信息学分析。主要研究结果为：(1)为了快速鉴定转基因水稻材料的稻瘟病抗性,本研究利用“微室营造稳定的温度和湿度环境,采用生长势整齐一致的水稻幼苗,对转基因植株与受体品种的病级差异进行成对t测验,从而改进了水稻稻瘟病接种鉴定方法。(2)对45个稻瘟病应答水稻基因的RNAi转基因材料进行靶基因qRT-PCR分析,其中31个水稻候选基因的转基因材料具有明显的RNAi抑制效果。然后利用微室法,主要对上述31个基因的RNAi株系进行抗稻瘟病接种鉴定,筛选获得了抗稻瘟病候选基因XQ10和XQ24。(3)根据转Pi9抗稻瘟病基因的日本晴水稻株系(NPB/Pi9)和未转化日本晴(NPB)中差异基因的表达水平,两种基因型在接种后24 h的差异基因数目相当,接种后36 h, NPB的差异基因数目则明显多于NPB/Pi9的数目。因此Pi9基因对NPB/Pi9的转录组变化具有显著影响。根据DEGs的GO分类富集结果,在接种后36h, NPB/Pi9的多个水稻几丁质酶基因呈上调表达,并且上调表达的幅度普遍显著高于NPB中上调的幅度。因此,水稻稻瘟病抗性与其几丁质酶的功能密切相关。