利用易感品種麗江新團(tuán)黑谷研究水稻抗瘟分子機(jī)理.pdf

1、水稻是重要的糧食作物，水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定不僅關(guān)系到人民群眾生活的穩(wěn)定，還對國家具有重要的戰(zhàn)略意義。因此，維持水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定及增長是農(nóng)業(yè)研究的重要內(nèi)容。水稻生長過程中不可避免的會遭遇各種生物及非生物脅迫，其中生物脅迫中病害對水稻生長的影響是非常巨大的。在病害中，水稻稻瘟病是水稻三大病害之一，對水稻的安全生產(chǎn)具有嚴(yán)重威脅。發(fā)掘抗性水稻是最為經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的方式，但要最終很好的利用水稻自身的抗性需要對水稻抗性發(fā)生的過程及分子機(jī)理有深入的了解。盡管我們

2、目前已經(jīng)分離到了許多水稻稻瘟病抗性相關(guān)基因，但是關(guān)于水稻抗瘟性的研究還需要進(jìn)一步深入探究。
　　粳稻麗江新團(tuán)黑谷是一個(gè)非常特殊的水稻品種，到目前為止，所有在麗江新團(tuán)黑谷上接種的稻瘟菌菌株均能使麗江新團(tuán)黑谷感病，盡管感病程度不盡相同，但是麗江新團(tuán)黑谷沒有表現(xiàn)出對任何菌株的抗性，因此，麗江新團(tuán)黑谷非常適合擔(dān)當(dāng)“零背景”的遺傳材料。此外，關(guān)于水稻麗江新團(tuán)黑谷的感病性研究報(bào)道較少。本研究針對麗江新團(tuán)黑谷的易感性利用生理指標(biāo)測定，基因組序列

3、高通量重測序，蛋白質(zhì)組學(xué)研究力圖對水稻麗江新團(tuán)黑谷的易感性進(jìn)行研究，主要獲得的研究結(jié)果總結(jié)如下:
　　1)利用水稻國家數(shù)據(jù)庫及相關(guān)發(fā)表文獻(xiàn)，確定目前已經(jīng)克隆及有相關(guān)功能研究的水稻稻瘟病抗性相關(guān)基因共計(jì)60個(gè)，包括R基因及其他與抗瘟性有關(guān)的基因。相關(guān)基因的確定為進(jìn)一步確定麗江新團(tuán)黑谷中相關(guān)基因是否在基因組序列中變異提供基礎(chǔ);
　　2)為了了解麗江新團(tuán)黑谷在抗性生理上表現(xiàn)的差異，本研究針對稻瘟菌侵染后的麗江新團(tuán)黑谷和感病品種原豐

4、早、抗病品種谷梅二號在超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、過氧化氫酶(CAT)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷胱甘肽還原酶(GR)、過氧化物酶(POD)、羥自由基、脯氨酸(PRO)九個(gè)生理指標(biāo)上的差異進(jìn)行了測定。研究表明，不同生理指標(biāo)在不同品種間的表現(xiàn)大不相同，易感品種的抗氧化能力要弱于抗性品種。
　　3)為了了解感病品種麗江新團(tuán)黑谷基因組與其他水稻品種間的差異，本研究利用高通量測序技術(shù)對感病品種麗江新團(tuán)黑

5、谷進(jìn)行了基因組重測序。并對其結(jié)果進(jìn)行了全基因組的INDEL和SNP分析。結(jié)果表明麗江新團(tuán)黑谷中已克隆的稻瘟病抗性基因與參考序列日本晴中存在一定的差異，但是在外顯子處沒有出現(xiàn)INDEL變異，SNP出現(xiàn)的概率和頻率也不高。同時(shí)對存在差異的基因進(jìn)行分析表明存在INDEL的基因，擁有大量SNP位點(diǎn)的基因。
　　4)本研究還利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究麗江新團(tuán)黑谷感染稻瘟菌后的蛋白表達(dá)變化。研究表明，兩次實(shí)驗(yàn)重復(fù)中共有416個(gè)共同的發(fā)生差異的蛋白。利