非洲菊和彩叶芋抗病基因同源序列的分离鉴定和抗白粉病分子标记

【摘要】NB-LRR类抗病基因是植物抗病基因中分布最广和数量最大的一类基因家族，该类抗病基因产物具有高度保守结构域。抗病基因类似序列（RGCs）就是根据不同物种抗病基因高度保守的NB区域设计兼并引物并通过PCR扩增的方法获得。非洲菊和彩叶芋作为国内外重要的观赏植物深受人们的喜爱，具有重要的经济价值。彩叶芋品种的发展改良具有悠久的历史，然而彩叶芋品种的数量却在逐年减少，导致彩叶芋遗传多样性的丧失，遗传多样性的减少很可能会使植株更易感染新的病虫害。RGCs序列的克隆可以更好的了解植物遗传多样性、基因组的分布、抗病基因的分子演化、开发分子标记，加速植物抗病育种的进程。由Podosphaerafusca引起的白粉病是非洲菊上危害最严重的病害之一，该病害能侵染植物的叶、茎和花，严重影响植物的生长，降低花朵的质量。本实验首次对非洲菊和彩叶芋RGCs序列进行分离克隆，开发了非洲菊分子标记，分析了彩叶芋品种的遗传多样性。创建了非洲菊后代分离群体，对非洲菊抗白粉病进行了遗传分析、QTL定位和细胞学观察。主要研究结果如下：非洲菊RGCs序列分离克隆中，共选用34个抗病基因简并引物，以抗白粉病品系UFGE7011，品种Funtastic‘Blush’和‘JaguarRed’为材料，应用PCR方法，共获得84个非洲菊RGCs序列。选择19个有代表性的GhRGCs（氨基酸同源性≤90%），其氨基酸序列具有P-loop、RNBS-A-TIR（RNBS-A-nonTIR）、Kinase-2、RNBS-B、RNBS-C和GLPL保守区域，分为了tollandinterleukinreceptor-NB-LRR（TNL）和coiledcoil-NB-LRR（CNL）两种类型，9个亚家族，其氨基酸序列的同源性为15-50%。选取15个非洲菊RGCs序列设计引物，以非洲菊高抗白粉病品种UFGE4033和高感品种‘SunburstSnowWhite’为材料，共开发1个SCAR标记，11个CAPS标记和242个TRAP标记。TRAP标记中，每对特异引物可平均扩增出28.5个DNA片段（50-700bp），平均有1.8个DNA条带在UFGE4033和‘SunburstSnowWhite’中有多态性。这有多态性的DNA条带将用于非洲菊抗白粉病分子标记。彩叶芋RGCs序列分离克隆中，选用14个抗病基因简并引物，以4个彩叶芋编号为C12，C90，C95，C97的品种为材料，应用PCR方法，共获得71个彩叶芋RGCs序列。选取18个有代表性的CRGCs（氨基酸同源性≤90%），其氨基酸序列具有P-loop、RNBS-A-TIR、Kinase-2、RNBS-B、RNBS-C和GLPL保守区域，分为CNL类型，8个亚家族，其氨基酸序列的同源性为22-54%。利用TRAP技术，对彩叶芋8个品种进行遗传多样性分析。共扩增出260条清晰可数的DNA条带，多态性条带数为92条，多态性位点百分率25.1%，两两间的杰卡德相似系数分布范围为0.281-0.731。利用NTsys2.10e软件SAHN程序和UPGMA方法进行聚类分析，获得了8个彩叶芋品种的聚类图，将供试材料分为两个主要类群。这些结果有助于有目的的选择和保存彩叶芋遗传种质资源，减缓多样性的丧失。UFGE31-19是从2,000+个非洲菊品系中筛选出来的抗病品种，UFGE4033是UFGE31-19与高感白粉病品种UFGE35-4杂交后代选育出来的抗白粉病品种。为了研究UFGE4033和UFGE31-19对白粉病的遗传特征，创建了UFGE4033与‘SunburstSnowWhite’杂交的回交群体‘7-4’和‘7-157’，用于非洲菊抗白粉病遗传分析和分子标记。历时近15个月的群体抗白粉病调查结果显示，自然发病条件下，群体单株的严重度呈连续分布，分别有两个峰值，说明非洲菊UFGE4033和UFGE31-19对白粉病抗性属于数量性状遗传，可能存在主效抗白粉病基因。共选用648对引物，包括15对非洲菊RGCs序列、99对EST-SSR序列、518对TRAP引物，在抗病亲本、感病亲本、PM-R池和PM-S池中共鉴定出17个多态性片段，其中有11个引物组合属于同一个连锁群，检测到2个与非洲菊抗白粉病相关的QTLs，共有71.1%的表型变异。组织学观察表明，P.fusca在UFGE4033和‘SunburstSnowWhite’上分生孢子的萌发、附着胞的产生和次生菌丝的形成均没有明显差异。P.fusca在不同侵染类型植株上的差异在于菌丝的分支数目、菌丝的线性长度、单菌落产孢量。
【作者】宋晓贺；
【导师】马青；
【作者基本信息】西北农林科技大学，植物病理学，2013，博士
【关键词】非洲菊；彩叶芋；白粉病；NB-LRR；TRAP；

【参考文献】
[1]肖福英.高职会计专业学生在顶岗实习中存在的问题及解决办法[J].现代营销(学苑版),2014,11:90.
[2]宋鹏飞.出口对中国对外直接投资的影响研究[D].复旦大学,国际贸易学,2012,硕士.
[3]赵寰宇,汪越胜.(3~2.4.3.4)晶格声子晶体的多点缺陷试验研究[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering.
[4]贾小莉.中国水墨画的线结构考略[D].吉林大学,美术学,2013,硕士.
[5]李琰,吴建强,齐凤艳.开放与自主学习模式下的实验教学体系[J].实验室研究与探索,2012,01:134-137.
[6]褚益平.残疾儿童康复政策梳理及实施状况研究[D].首都经济贸易大学,社会保障,2013,硕士.
[7]菅志刚,金旭.数据挖掘中数据预处理的研究与实现[J].计算机应用研究,2004,07:117-118+157.
[8]江重光,傅培玉,孙仲宪,汪镭,吴启迪.智能蚁群算法[J].冶金自动化,2005,03:9-13.
[9]邓铁锋.哈尔滨市社区矫正实证研究[D].黑龙江大学,法律,2012,硕士.
[10]涂川川.基于BP神经网络PID控制的温室环境控制系统的仿真研究[D].吉林农业大学,农业电气化与自动化,2012,硕士.
[11]郝少龙.商业银行理财产品营销管理研究[D].安徽大学,金融,2013,硕士.
[12]王雪梅.产品部件安全关键度应用研究[D].沈阳航空航天大学,安全技术及工程,2013,硕士.
[13]陈倩雯.75V沟槽型功率MOSFET的特性研究[D].西南交通大学,微电子与固体电子学,2013,硕士.
[14]郭一楠,王素川,郝榕,谭得健.多层控制在焦炉回炉煤气压力控制中的应用[J].冶金自动化,2000,02:13-15.
[15]张亚东.商业银行供应链金融模式及应用研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[16]耿鹏.基于特征模型的软件产品线核心资产追溯方法研究[D].杭州电子科技大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[17]王秀彬.约珥·克沃尔生态社会主义思想研究[D].南京财经大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[18]罗伟山.爱伦·坡短篇小说中的心智空间[D].广西师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[19]侯洁.我国资源节约型社会构建研究[D].大连海事大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[20]徐芸芳.当代我国生态文明建设探究—从科技生态的角度分析[D].华侨大学,马克思主义哲学,2014,硕士.
[21]谷常炜.仿生层状杂化材料的制备及其性能研究[D].上海交通大学,2014.
[22]林树宽,乔建忠.一种基于情节矩阵和频繁情节树的情节挖掘方法[J].控制与决策,2013,03:339-344.
[23]刘玮.基于投资组合的客户关系管理方法与应用研究[J].西北农林科技大学学报(社会科学版),2005,06:100-103.
[24]黄丹.浅埋、大跨隧道的控制爆破技术和控制爆破方案研究[D].重庆交通大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[25]肖琼.金融危机前后我国对外贸易商品结构演变及特征研究[D].广东外语外贸大学,国际商务,2014,硕士.
[26]石晓婷.PTH_(1-34)对去势雌性大鼠种植体周围骨结合影响的实验研究[D].山东大学,口腔临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[27]赵海英.论环境风险防范原则及其制度实现[D].重庆大学,环境与资源保护法,2014,硕士.
[28]王艳萍.道路遥感灾情识别技术及震灾救援运输优化研究[D].中国矿业大学（北京）,地球探测与信息技术,2014,博士.
[29]雷渊红.资兴市烟草公司服务质量改进研究[D].湖南大学,工商管理,2012,硕士.
[30]中国社会科学院工业经济研究所课题组,吕铁.第三次工业革命与中国制造业的应对战略[J].学习与探索,2012,09:93-98.
[31]李美祎.小农户生产视角下的吉林省生猪质量安全控制研究[D].吉林大学,农林经济管理,2014,硕士.
[32]公晓.二肽衍生物自组装材料的制备及其药物缓释性能研究[D].东华大学,2014.
[33]杨威.氯盐侵蚀下锈蚀RC框架结构时变地震易损性研究[D].西安建筑科技大学,结构工程,2013,硕士.
[34]杜玉龙.基于POD基年龄结构传染病模型数值方法研究[D].宁夏大学,运筹学与控制理论,2014,硕士.
[35]韩亮亮.景观设计中人文尺度的研究[D].武汉工业学院,农村与区域发展,2012,硕士.
[36]赵琼.民国时期的中国童声合唱艺术研究[D].华中师范大学,音乐学,2013,硕士.
[37]王勇,熊晓红,黄树槐,李从心.一种新型最优模糊控制器的应用[J].自动化学报,1999,04:132-134.
[38]容以珍.德莱赛《珍妮姑娘》中的二元对立[D].广西师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[39]孙青辉.补阳还五汤抗早孕、细胞呼吸抑制及溶血谱毒学研究[D].湖南中医药大学,中药学,2013,硕士.
[40]王毅.江汉平原农户休闲活动时空间结构研究[D].华中师范大学,人文地理学,2014,硕士.
[41]李红霞.马克思主义文化观与我国文化产业发展研究[D].西北师范大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[42]马骁.电力线载波抄表系统设计[D].北方工业大学,电路与系统,2013,硕士.
[43]吴灵敏.心房颤动维持机制的电标测和频谱分析[D].北京协和医学院,内科学,2014,博士.
[44]张玮玮.酶法水解从胡萝卜中提取类胡萝卜素—蛋白质复合物及其性质研究[D].北京林业大学,农产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[45]王兰.层状二硫化钼纳米复合材料在超级电容器中的应用[D].信阳师范学院,分析化学,2014,硕士.
[46]高媛.保险风险证券化研究[D].吉林大学,金融学,2004,硕士.
[47]张斌.TSC695远程调试系统集成开发环境设计[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[48]马鸿鹏.昌盛机床制造有限公司发展战略研究[D].天津大学,工商管理,2004,硕士.
[49]孙文强.两线制温度变送器芯片的研究与设计[D].沈阳工业大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[50]赵一阳.一种高可靠性大功率军用直流变换器的研究[D].北方工业大学,电路与系统,2013,硕士.