转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及T-DNA侧翼序列分析

摘要

水稻白叶枯病是水稻生产中最为严重的细菌性病害之一，它是一种维管束病害，选育和推广抗病品种是防治该病最有效方法之一。目前已知抗白叶枯病的基因有31个之多，但在生产中应用的很少，主要为籼稻品种中Xa4基因和粳稻品种中Xa3基因，这两个抗病基因在我国部分稻区已丧失抗性。其中Xa21基因是在非洲长花野生稻(Oryzae longist aminata)中发现的1个显性抗病基因，但是在国内外的许多稻区发现也丧失抗性。Xa23基因是从野生稻中发掘的新基因，是目前已知抗谱最广的抗白叶枯病基因，具有完全显性和全生育期高抗的特点，该基因对杂交稻的改良和生产具有广阔的应用前景。 本研究采用田间接种鉴定和分子检测(PCR鉴定和Southern blot检测)对转基因群体(从T0代至T2代)的稳定性和遗传模式进行了系统的分析，并获得纯合和稳定遗传的转Xa23基因种质资源。并对部分T1代的单拷贝单株采用PCR-Walking的方法进行侧翼序列分析，确定其T-DNA插入水稻基因组中的位置效应。 主要研究结果如下： 1、通过对转Xa23基因水稻的当代群体接种鉴定，筛选出了抗病程度不同的转基因材料。对转基因材料后代群体接种鉴定结果表明，后代群体对白叶枯病的抗性是可以稳定遗传和表达。 2、通过对转Xa23基因水稻当代和后代群体PCR检测，结果表明受体植株获得抗病性并可以检测到潮霉素抗性。Southern blot分析结果显示，转基因当代与后代植株其杂交条带大小和带型一致，从分子水平上证明了外源基因在水稻基因组中可以稳定表达和遗传。 3、对T1代群体中选取的4个单拷贝单株采用PCR-Walking的方法进行T-DNA侧翼序列的扩增，结果发现只有2006单株得到预期的条带，其测序结果表明T-DNA．插入水稻基因组的第12染色体上，正向插入水稻基因组的具体位点是9311水稻基因组的11284676 bp处，该位点位于ORF框OS1290291600与OS1290291800之间的内含子中，为非编码序列。ORF框OS1290291600与OS1290291800均编码tRNA。 通过研究，获得了两份含Xa23基因的抗白叶枯病纯系，并明确了该基因插入水稻基因组的具体位置，为Xa23基因的克隆和利用提供了理论基础和种质资源。

目录

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第一章文献综述

1.1水稻白叶枯病概述

1.1.1水稻白叶枯病的危害

1.1.2水稻白叶枯病的症状

1.1.3白叶枯病的传播与发病

1.1.4防治措施

1.2水稻白叶枯病菌

1.2.1水稻白叶枯菌介绍

1.2.2病原菌致病型(生理小种)分化

1.3水稻与白叶枯菌的基因互作

1.4水稻的抗病性研究

1.4.1主动抗病性和被动抗病性

1.4.2抗病性与侵染过程的关系

1.4.3单基因与多基因抗病性

1.4.4生育期与抗病性

1.5水稻白叶枯病抗性基因的鉴定

1.5.1水稻抗白叶枯病基因的克隆及定位

1.5.2来自于野生稻的抗病基因的开发及利用

1.6转基因植株的鉴定

1.7 T-DNA插入标签对基因功能的研究

1.7.1 T-DNA插入标签研究基因功能的策略

1.7.2水稻T-DNA插入突变体库的分析及存在的问题

1.7.3 T-DNA对植物基因功能的分析

1.8.本研究的立题意义和技术路线

第二章转基因水稻植株的抗病性分析

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1转基因T0代植株抗病性结果及其分析

2.2.2转基因T1代植株抗病性结果及其分析

2.2.3转基因T2代植株的抗病性遗传及转基因抗病纯合系的获得

2.2.4讨论

第三章部分转基因XA23水稻T1代植株T-DNA的侧翼序列扩增

3.1材料

3.1.1植物材料

3.1.2试剂

3.1.3接头

3.1.4接头引物与特异引物

3.2方法

3.2.1总DNA提取

3.2.2接头的合成

3.2.3 DNA酶切连接

3.2.4 PCR扩增反应

3.2.5目的片段的回收

3.2.6测序及侧翼序列的分析

3.3结果与分析

3.3.1 T-DNA侧翼序列的获得

3.3.2测序结果的生物信息学分析

3.4讨论

第四章结论

参考文献

致谢

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