美国南部水稻稻瘟病菌的分子分析以及相应抗性QTL的定位

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1、中图分类号Q窆垒§：墨UDC博士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏美国南部水稻稻瘟病菌的分子分析以及相应抗。I'生QTL的定位MolecularAnalysisandLocationofRelatedResistanceQTLofRiceBlastFungusintheSouthernUS作者姓名：邢俊杰学科专业：植物学研究方向：水稻稻瘟病抗性研究学院(系、所)：隆平分院指导教师：袁隆平院士副指导教师：曹孟良研究员贾育林研究员贝日俐＼研九贝论文答辩日期竺：兰：三-莎答辩委员会主席中南大学2013年3月原创性声明111111111111111IIIIMllIllill

2、IllLIIlllIY2423929本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者繇珲丝吼堕年』月竺日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定j即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印

3、或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名师一期：兰年』月互日博士学位论文摘要美国南部水稻稻瘟病菌的分子分析以及相应抗性QTL的定位摘要：在美国南部含有稻瘟病抗性基因Pz一砌的水稻品种被用于控制稻瘟病已经超过了20年。根据基因对基因假说，R．勉基因能够有效阻止含有无毒基因AVR-Pita的稻瘟病菌侵染。从含有或不含Pf．纪基因的水稻品种上分离稻瘟病菌株，通过检测他们的遗传组成，以判断尸f一勉基因在美国南部的功能性。1996年及2009年共收集了169个稻瘟病菌株，通过

4、国际稻瘟病鉴别体系，致病性检测，重复性PCR，稻瘟病菌无毒基因AVR-Pital的DNA序列测定等方法对这些菌株进行了分析。结果表明，所有菌株可分为5类生理小种：IAl，IBl，IBl7，ICl以及ICl7；15种重复性PCR带型，且每一类生理小种都含有一种主要带型。IBl7，ICl7，以及大多数的IAl，IBl都不能侵染含有Pi—ta基因的水稻品种Katy，这表明了Pi—ta基因仍然能有效的防止稻瘟病发生。利用AVR-Pital基因的特异性引物，在78个无毒菌株中扩增到了一个预期的AVR-Pital等位基因，然而，在另外12个无毒菌株中扩增出2—3个么职Pf尬J『

5、等位基因，这再次验证了尸i一砌基因的有效性。通过对扩增到的AVR-Pital等位基因进行测序、序列比对后，共发现了10种不同的基因型。其中6种基因型与已发现的基因型一致，4种基因型为新发现的基因型。将所有菌株按照宿主是否含有Pi．砌基因分为两类，并对这两类菌株中有毒菌株出现的频率进行了独立性检测统计分析，结果表明从含有R一砌基因水稻品种中分离出来的菌株中毒性菌株出现的概率远大于从不含有Pf一砌基因的水稻品种中分离出来的菌株，这也说明了稻瘟病宿主中是否含有尸i一砌基因与有毒菌株出现频率有密切关系。尽管如此，毒性ICl生理小种能够侵染含有Pf一勉基因的抗性品种Katy，

6、说明一些克服了Pi—ta抗性基因的有毒菌株已经发生了变异，并适应了美国南部的田间环境。利用稻瘟病部分抗性亲本Lemont与抗性亲本Jasmine85构建的重组白交系群体227个单株，结合199个多态性的SSR分子标记，针对10个新分离到的分别属于生理小种IAl，IBl，IBl7以及ICl等的稻瘟病菌株，在染色体8、10、12上共定位到6个稻瘟病抗性QTL：qBLR8，qBLRl0一-，qBLRl0—2，qBLRIO一3，qBLRl2一J『以及博士学位论文摘要qBLRl2—2，其中位于10号染色体的qBLRIO-3为新定位的QTL。qBLR8，qBLRl2一，以及qB

7、LRl2．2来自于父本Jasmine85，而qBLRIO—J，qBLRIO一2以及qBLRIO一3来自于母本Lemont。所有QTL的表型差异贡献率在5．37％～39．18％之间。qBLRl2．2是在本研究中鉴定到的对稻瘟病菌抗谱最广的QTL，并且表现出很高的效应值，尤其对于新鉴定到生理小种IAl，以及地区优势生理小种都具有明显的抗性效应，但对于毒性生理小种ICl菌株没有表现出抗性效应，而qBLR8，qBLRIO．J，qBLRIO一2等却对ICl菌株表现出一定的抗性效应。本研究中，定位到的稻瘟病抗性QTL，来自于商业化推广的水稻品种Lemont以及Jasmine