水稻褐飞虱抗性的全基因组关联分析及转录组学研究
发布时间：2023-01-15 10:45
褐飞虱是危害水稻生产最严重的害虫之一,提高水稻品种对褐飞虱的抗性是遏制褐飞虱危害最安全、有效的方法。不断挖掘褐飞虱抗性基因,并开展相关的功能研究,对深入认识水稻对褐飞虱的抗性机制有重要意义。本研究利用水稻显性核不育轮回群体的后代材料进行褐飞虱抗性鉴定和基因挖掘,并构建Bph32的近等基因系进行转录组测序分析。研究结果为水稻优势基因的挖掘提供了一条高效的途径,为水稻品种褐飞虱抗性改良提供了重要的基因资源,并为深入认识水稻抗褐飞虱性状的调控机制奠定了基础。主要研究结果如下:1.对一个水稻显性核不育轮回群体后代单株构建的F9世代群体进行了大田自然鉴定,筛选出3个高抗褐飞虱株系,采用全基因组关联分析方法在第6染色体1.2Mb-1.67Mb之间定位到一个褐飞虱抗性基因。2.以编号为14CF2426的高抗株系与感虫对照TN1构建的546个F2分离单株为材料,采用分蘖期人工接虫进行褐飞虱抗性的表型鉴定,QTL分析在第1、6和10染色体上检测到3个与褐飞虱抗性相关QTL。其中,第6染色体上定位到的QTL位于0.4Mb-1.76Mb之间,验证了全基因组关联分析...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 褐飞虱的生物学特性
1.2.1 稻飞虱的分类
1.2.2 褐飞虱的危害特征
1.3 褐飞虱的生物型
1.3.1 害虫的生物型
1.3.2 褐飞虱的生物型分类
1.3.3 褐飞虱生物型的致害机理与形成机制
1.3.4 褐飞虱生物型的鉴定方法
1.4 水稻对褐飞虱抗性的研究
1.4.1 水稻对褐飞虱的抗性机理
1.4.2 水稻对褐飞虱抗性的鉴定方法
1.4.3 水稻抗褐飞虱基因的定位
1.4.4 水稻抗褐飞虱基因的克隆
1.5 水稻抗褐飞虱育种研究
1.6 作物中的显性核不育资源
1.7 研究目的和意义
1.8 研究内容和技术路线
1.8.1 研究内容
1.8.2 技术路线
第2章 水稻抗褐飞虱大田自然鉴定与GWAS分析
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 供试材料
2.2.2 试验设计
2.2.3 测定项目及方法
2.3 结果与分析
2.3.1 田间褐飞虱的发生情况
2.3.2 83个鉴定株系虫口密度与受害程度的调查与分析
2.3.3 鉴定株系的抗性评价与分析
2.3.4 GWAS分析结果
2.4 讨论
第3章 水稻抗褐飞虱人工接虫鉴定与QTL定位分析
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 供试材料
3.2.2 试验设计
3.2.3 测定指标与方法
3.3 结果与分析
3.3.1 F_2分离群体分蘖期人工接虫鉴定结果
3.3.2 F_2分离群体的QTL定位分析
3.3.3 第6染色体上抗褐飞虱目标基因与已克隆基因Bph32的对比分析结果
3.3.4 Bph32基因高效分子标记的开发
3.3.5 Bph32基因在83个鉴定株系中的分布及抗性表现情况
3.4 讨论
第4章 转录组测序挖掘Bph32的调控基因
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试材料
4.2.2 试验设计
4.2.3 测定项目及方法
4.3 结果与分析
4.3.1 NIL-BPH32和NIL-bph32的抗性鉴定结果与转录组测序质量
4.3.2 NIL-BPH32和NIL-bph32之间的差异表达基因鉴定
4.3.3 差异表达基因GO富集分析
4.3.4 差异表达基因KEGG通路分析
4.3.5 DEGs与报道的水稻抗虫QTL在染色体上的共定位
4.3.6 RT-qPCR验证DEGs的表达
4.4 讨论
第5章 总结与展望
5.1 本研究主要结论
5.2 本研究主要特色与创新点
5.3 展望
参考文献
附录
附录 1：缩略词英汉对照
附录 2：用于定量PCR的引物
附件
致谢
作者简历及在读期间科研学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15在粳稻育种上的应用[J]. 蔡之军,周德银,高荣村,王建华,李金军. 江苏农业学报. 2016(02)
[2]籼稻资源WD15515中抗褐飞虱QTL的定位研究[J]. 邓钊,石少阶,王卉颖,上官欣欣,刘丙芳,荆胜利,杜波,陈荣智,祝莉莉,何光存. 作物学报. 2016(03)
[3]中国水稻生产现状与发展趋势[J]. 赵凌,赵春芳,周丽慧,王才林. 江苏农业科学. 2015(10)
[4]聚合稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性基因的三系恢复系改良效果的评价[J]. 楼珏,杨文清,李仲惺,罗天宽,谢永楚,郑国楚,岳高红,徐建龙,卢华金. 作物学报. 2016(01)
[5]分子标记辅助选择改良水稻恢复系R1005的褐飞虱抗性[J]. 闫成业,MAMADOU Gandeka,朱子建,牟同敏. 华中农业大学学报. 2014(05)
[6]聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选[J]. 赵鹏,冯冉冉,肖巧珍,杨培忠,林纬,刘丕庆,李容柏. 南方农业学报. 2013(06)
[7]我国居民口粮消费分析及粮食产业对策研究[J]. 范华胜. 粮食问题研究. 2012(03)
[8]水稻“三明”显性核不育基因的定位[J]. 杨泽茂,谢小芳,黄显波,王丰青,童治军,段远霖,兰涛,吴为人. 遗传. 2012(05)
[9]水稻褐飞虱三种生物型间的生物学特性比较[J]. 吕亮,陈其志,张舒,荆胜利,何光存. 湖北农业科学. 2011(23)
[10]稻飞虱的研究[J]. 罗守进. 农业灾害研究. 2011(01)
硕士论文
[1]抗褐飞虱水稻恢复系的创建[D]. 张晓.华中农业大学 2012
本文编号：3730964
【文章页数】：88 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 褐飞虱的生物学特性
1.2.1 稻飞虱的分类
1.2.2 褐飞虱的危害特征
1.3 褐飞虱的生物型
1.3.1 害虫的生物型
1.3.2 褐飞虱的生物型分类
1.3.3 褐飞虱生物型的致害机理与形成机制
1.3.4 褐飞虱生物型的鉴定方法
1.4 水稻对褐飞虱抗性的研究
1.4.1 水稻对褐飞虱的抗性机理
1.4.2 水稻对褐飞虱抗性的鉴定方法
1.4.3 水稻抗褐飞虱基因的定位
1.4.4 水稻抗褐飞虱基因的克隆
1.5 水稻抗褐飞虱育种研究
1.6 作物中的显性核不育资源
1.7 研究目的和意义
1.8 研究内容和技术路线
1.8.1 研究内容
1.8.2 技术路线
第2章 水稻抗褐飞虱大田自然鉴定与GWAS分析
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 供试材料
2.2.2 试验设计
2.2.3 测定项目及方法
2.3 结果与分析
2.3.1 田间褐飞虱的发生情况
2.3.2 83个鉴定株系虫口密度与受害程度的调查与分析
2.3.3 鉴定株系的抗性评价与分析
2.3.4 GWAS分析结果
2.4 讨论
第3章 水稻抗褐飞虱人工接虫鉴定与QTL定位分析
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 供试材料
3.2.2 试验设计
3.2.3 测定指标与方法
3.3 结果与分析
3.3.1 F_2分离群体分蘖期人工接虫鉴定结果
3.3.2 F_2分离群体的QTL定位分析
3.3.3 第6染色体上抗褐飞虱目标基因与已克隆基因Bph32的对比分析结果
3.3.4 Bph32基因高效分子标记的开发
3.3.5 Bph32基因在83个鉴定株系中的分布及抗性表现情况
3.4 讨论
第4章 转录组测序挖掘Bph32的调控基因
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 供试材料
4.2.2 试验设计
4.2.3 测定项目及方法
4.3 结果与分析
4.3.1 NIL-BPH32和NIL-bph32的抗性鉴定结果与转录组测序质量
4.3.2 NIL-BPH32和NIL-bph32之间的差异表达基因鉴定
4.3.3 差异表达基因GO富集分析
4.3.4 差异表达基因KEGG通路分析
4.3.5 DEGs与报道的水稻抗虫QTL在染色体上的共定位
4.3.6 RT-qPCR验证DEGs的表达
4.4 讨论
第5章 总结与展望
5.1 本研究主要结论
5.2 本研究主要特色与创新点
5.3 展望
参考文献
附录
附录 1：缩略词英汉对照
附录 2：用于定量PCR的引物
附件
致谢
作者简历及在读期间科研学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15在粳稻育种上的应用[J]. 蔡之军,周德银,高荣村,王建华,李金军. 江苏农业学报. 2016(02)
[2]籼稻资源WD15515中抗褐飞虱QTL的定位研究[J]. 邓钊,石少阶,王卉颖,上官欣欣,刘丙芳,荆胜利,杜波,陈荣智,祝莉莉,何光存. 作物学报. 2016(03)
[3]中国水稻生产现状与发展趋势[J]. 赵凌,赵春芳,周丽慧,王才林. 江苏农业科学. 2015(10)
[4]聚合稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性基因的三系恢复系改良效果的评价[J]. 楼珏,杨文清,李仲惺,罗天宽,谢永楚,郑国楚,岳高红,徐建龙,卢华金. 作物学报. 2016(01)
[5]分子标记辅助选择改良水稻恢复系R1005的褐飞虱抗性[J]. 闫成业,MAMADOU Gandeka,朱子建,牟同敏. 华中农业大学学报. 2014(05)
[6]聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选[J]. 赵鹏,冯冉冉,肖巧珍,杨培忠,林纬,刘丕庆,李容柏. 南方农业学报. 2013(06)
[7]我国居民口粮消费分析及粮食产业对策研究[J]. 范华胜. 粮食问题研究. 2012(03)
[8]水稻“三明”显性核不育基因的定位[J]. 杨泽茂,谢小芳,黄显波,王丰青,童治军,段远霖,兰涛,吴为人. 遗传. 2012(05)
[9]水稻褐飞虱三种生物型间的生物学特性比较[J]. 吕亮,陈其志,张舒,荆胜利,何光存. 湖北农业科学. 2011(23)
[10]稻飞虱的研究[J]. 罗守进. 农业灾害研究. 2011(01)
硕士论文
[1]抗褐飞虱水稻恢复系的创建[D]. 张晓.华中农业大学 2012
本文编号：3730964
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