小麦背景下冰草P基因组抗条锈病基因发掘及初步验证

基本信息
批准号:31801359
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:周升辉
学科分类:
依托单位:中国农业科学院作物科学研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李立会,杨欣明,李秀全,闫百蔷,张智
关键词:
种质创新冰草远缘杂交抗病虫性小麦
结项摘要

Stripe rust is one of the most destructive diseases in wheat (Triticum aestivum L.) production. Exploring and identification of novel disease-resistant genes from wild relatives of wheat is an economical and effective strategy to control the prevalence of stripe rust. In our previous study, the intergeneric hybridization of wheat and Agropyron cristatum (A. cristatum) was successfully completed, and then, many additional lines, translocation lines and deletion lines were produced. Further research showed that the locus conferring stripe rust resistance was located on the bin 6PS (0.81-1.00) of translocation line WAT655. Meanwhile, this translocation line was genetically stable, had good comprehensive agronomic characters and was also resistant to leaf rust. In order to clarify the resistance genes underlying stripe rust in this germplasm, resistance gene enrichment and single-molecule real-time sequencing (SMRT RenSeq) and comparative genomics will be applied to identify potential gene sets in the 6PS 0.81-1.00. Candidate genes were screened based on the susceptible mutant, expression patterns and genetic network of these genes under pathogen-induced. Finally, the function of candidate genes was verified by real-time fluorescence quantitative PCR and virus-induced gene silencing. The implementation of this project not only laid the foundation for the cloning of exogenous stripe rust resistance genes from P genome, but also provided technical support for the discovery of genes resistant to leaf rust in this translocation line.

条锈病是危害小麦生产的主要病害之一,而从野生近缘物种中发掘利用抗病新基因是抗病育种的有效途径。前期,我们已经实现了小麦与冰草属间的远缘杂交,并创建了许多附加系、易位系和缺失系。进一步研究表明,条锈病抗性位点被定位于创新种质小麦-冰草易位系WAT655的易位片段6PS 0.81-1.0。同时,此易位系遗传稳定,农艺性状良好,且抗叶锈病。为了阐明该种质中相关的抗条锈病基因,本项目拟首先基于抗性基因富集单分子实时测序(SMRT RenSeq)和比较基因组学,阐明6PS 0.81-1.00区段内潜在的基因集,然后利用EMS诱变筛选感病突变体,确定突变位点或基因,并利用RNA-Seq,确定基因在病原菌诱导下的表达模式和在抗病调控网络中的作用,最终确定抗条锈病候选功能基因,并利用实时荧光定量PCR和病毒诱导基因沉默技术对候选基因的功能进行初步验证。此项目的实施,不仅为冰草外源抗条锈病基因的克隆奠定了基础,还为该区段内抗叶锈病等基因的发掘提供技术支撑。

项目摘要

条锈病是危害小麦生产的主要病害之一,而发掘利用抗病新基因是防治小麦条锈病最经济 有效的方法。冰草(P基因组)是小麦的野生近缘植物,对多种病害具有持久的广谱抗性。前期研究表明,条锈病抗性位点被定位于创新种质小麦-冰草易位系WAT655的易位片段(6PS 0. 81-1.0)。由于,在自然条件下,6PS不能与小麦6号同源群染色体进行配对、重组,且所有已知的冰草品系对条锈病均免疫,因而对其抗病基因进行图位克隆的研究相对困难。本项目基于冰草全长转录组和转录组测序,阐明了6PS 0.81-1.00区段含有32个表达的冰草特异基因,然后根据这些基因在病原菌诱导下的表达模式,通过特异分子标记开发和冰草BAC文库筛选、测序和组装,共克隆了4个冰草抗条锈病候选基因和6个基因的CDS。转基因功能验证表明了Agr6971、Agr4080和Agr8173的转基因植株能够达到抗和中抗小麦条锈病的水平,是创新种质小麦-冰草易位系WAT655的易位片段的抗病遗传基础。此项目的实施,不仅为冰草外源抗条锈病基因的克隆奠定了基础,还为小麦背景下外源抗病基因的发掘提供了新思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022

周升辉的其他基金

相似国自然基金

1

小麦近缘植物冰草遗传图谱构建与优异基因发掘

批准号:31471493
批准年份:2014
负责人:刘伟华
学科分类:C1307
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
2

利用基因芯片技术发掘小麦成株抗条锈病基因

批准号:31671683
批准年份:2016
负责人:蒲宗君
学科分类:C1307
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

小麦抗条锈病温敏微效基因发掘、定位及利用研究

批准号:30671343
批准年份:2006
负责人:徐世昌
学科分类:C1401
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
4

小麦核心种质抗条锈病关联分析及新基因位点的发掘

批准号:31871923
批准年份:2018
负责人:冯晶
学科分类:C1401
资助金额:59.00
项目类别:面上项目