黑壳子粳穗瘟抗性位点的初步QTL定位分析开题报告

 2023-02-13 01:51:06

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

水稻是超过三十亿人口的主食。在未来40年里,为了维持不断扩大的全球人口的粮食需求,产量必须增加一倍。而每年因稻瘟病造成稻米产量损失足达10%-30%,仅这损失的10%粮食足以养活6000万人一年(Pari et al. 2009)。世界上主要稻区均存在稻瘟病,其中以亚洲和非洲稻区发病最为严重(Ou, S H, 1985;山崎羲人等,1990)。在我国,稻瘟病每年都有不同程度的发生,在西南、长江中游和东北等稻作区持续大发生,年发病面积达330万~570万ha,损失稻谷数亿公斤,直接影响我国粮食生产安全(刘占领等,2007)。稻瘟病在水稻整个生育期内均有可能发生,但因病害流行条件,其严重程度也不同。根据稻瘟病发病时期和发病部位可分为苗瘟、叶瘟、叶枕瘟、秆瘟,节瘟、穗颈瘟、枝梗瘟、谷粒瘟等,其中以叶瘟、穗瘟(穗颈瘟、谷粒瘟)最为常见且危害最大,但穗瘟直接影响水稻产量。

对稻瘟病研究由来已久,早在1922年,日本学者佐佐木在爱知县发现了两个菌系,第一次报道了稻瘟病菌中存在致病性不同的菌系,认为这种情况是与小麦锈病菌相类似的一种致病性分化现象,并将对水稻致病性不同的菌株分为A和B两个生理小种(山崎羲人等,1990),但报道后并没有引起人们的重视。直到上世纪六十年代开始,日本、美国、中国台湾省、韩国、印度、菲律宾等许多国家都分别使用了各自筛选的鉴别品种来开展稻瘟病菌生理小种的鉴别研究。我国于1979年成功筛选出特特普、珍龙13、四丰13、东农363、关东51、合江18和丽江新团黑谷7个稻瘟病鉴别品种,其中特特普、珍龙13、四丰13为籼型品种,东农363、关东51、合江18和丽江新团黑谷为粳型品种;并用这套品种将来自全国各地的827个菌株进行了划分,827个菌株共分为7群43个生理小种(全国稻瘟病生理小种联合试验组,1980)。

稻瘟病是由子囊菌Magnaporthe Oryzae (Hebert) Barr(无性世代为Pyriculariagrisea (Cooke) Sacc.)引起的,在适宜条件下,该病菌的分生孢子可以侵染各个生育时期的水稻组织,其侵染过程可分为以下阶段:孢子附着到寄主表皮,孢子萌发,芽管发育,附着胞形成,侵入钉的形成并在寄主植物中生长(Galhano R, Tanlbot NJ, 2011)。该病菌极易发生变异,故其致病性也易发生变化,小种的多样性极为复杂。在稻瘟病菌生理小种的鉴定过程中,通常在一个病斑得到众多的单孢分离菌株,一个稻瘟病菌单孢分离菌在各次鉴定过程中被定为不同的小种。稻瘟病菌生理小种随不同地区、不同年份各小种的数量、组成和频率都有很大的差异和变化。根据我国的鉴定结果,小种的地理分布存在着明显的差异。籼、粳稻上病菌的致病性有明显分化,存在不同的小种。我国南方双季籼稻区和籼、粳稻混栽区的小种类型组成远比北方单季粳稻区复杂。籼型小种主要分布于南方稻区,而粳型小种则以北方粳稻区和南方籼、粳稻混栽区居多(彭洪江等,1995;黄志鹏等,1995;程兆榜等,2001;白娟等,2004)。即使同一水稻品种,其叶瘟和穗颈瘟生理小种组成也有显著差异,穗颈瘟生理小种组成比叶瘟复杂,致病力比叶瘟强。同一水稻品种不同叶片,不同病穗乃至同一叶片不同病斑间都可分离出不同的生理小种(黄富等,1999;何月秋等,2001;郑武等,2003)。

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2. 研究的基本内容和问题

1.1研究目标

太湖流域地方品种中蕴含着丰富的稻瘟病抗性资源,其中黑壳子粳和薄稻对多个稻瘟病小种表现极强的稻瘟病抗性,我们将从黑壳子粳和薄稻中发掘新的稻瘟病(穗瘟)抗性基因,用于水稻抗病育种与农业生产。

1.2研究内容

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3. 研究的方法与方案

1.试验方案(研究材料、方法和手段)

1.1 研究材料

(1) 抗病地方粳稻品种:黑壳子粳;感病品种:苏御糯。

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4. 研究创新点

现代育种由于利用的资源越来越狭隘,导致品种遗传多样性的削弱。

广谱、持久抗病的推广品种已被广泛研究,人们越来越重视从野生资源和古老的地方品种中发掘抗病基因。

地方品种由于在历史上长期与稻瘟病菌群体协同进化过程中,形成了抗病持久、抗谱广、抗性强等特点而得以长期生存和保留,因此在缺乏基因交流的古老地方品种中,更可能找到现代品种所没有的抗病新基因。

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5. 研究计划与进展

2013.08-2013.12

(1) 获得苏御糯与黑壳子粳杂交后代F2:10群体

(2) 筛选黑壳子粳与苏御糯的多态性SSR标记,并对其群体进行基因型分析

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