2015年江苏水稻迟熟中粳预试材料中抗稻瘟病基因的分布
目 录
1 引言......................................................................................................................... 1
1.1 水稻稻瘟病的概况...............................................................................................1
1.2 分子标记技术的概况...........................................................................................1
1.3 PCR的原理及分子标记的应用...........................................................................2
1.4 本实验的研究意义 2
2 材料与方法 2
2.1 供试材料与实验仪器 2
2.2 实验方法 3
3 结果与分析 5
3.1 抗稻瘟病Pi54基因的分布 5
3.2 抗稻瘟病基因Pita的分布 7
3.3 抗稻瘟病基因Pib的分布 9
3.4 抗稻瘟病基因Pikm的分布....... ........................................................................11
4 讨论 ...14
结 论 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
5
致 谢 16
参 考 文 献 17
1 引言
据预测，2030 年我国人口将达16亿，随之对粮食的需求量也将增长，所以粮食安全问题将会成为影响国计民生的重大问题[1]。水稻是人类最主要的粮食作物之一，我国是世界水稻的主产国，而江苏省又是我国水稻的主产区之一。据统计，2012年江苏省水稻种植面积3381万亩,平均单产561.9公斤,总产1900.7万吨,总产量和种植面积分别占全国水稻的10%和7%左右,其中全省粳稻面积、总产分别为2946万亩和1691.6万吨,分别占全国梗稻总面积和总产的22%和26%左右[2]。因此，江苏水稻尤其是粳稻生产对保障我国粮食安全具有重要作用。
1.1 水稻稻瘟病的概况
水稻稻瘟病是由梨孢真菌引起的一种水稻病害，它与纹枯病、白叶枯病被列为水稻三大病害。病菌会侵染水稻的叶片,茎秆，穗颈，小穗梗和谷粒。根据水稻受害时期和侵染部位不同，可分为苗瘟，叶瘟，节瘟，穗颈瘟和粒瘟。
水稻稻瘟病是具有广泛性和毁灭性的病害。全球平均每年由于水稻稻瘟病造成的水稻产量损失足以养活6000万以上的人口[3]，导致的经济损失高达数10亿美元[4]。稻瘟病在中国的水稻种植区均有发生，每年由于稻瘟病造成水稻减产达 10% ~30%[5]。
目前，防治稻瘟病的主要方法有化学方法进行防治法和抗病品种的应用。虽然化学防方法治对提高水稻产量起了相当重要的作用，但是所带来的问题也越来严重。主要表现在两个方面，一方面化学防治对环境会造成严重的污染，对自然界的生物多样性会产生不好的影响；另一方面，农药残留将会对人类的健康会构成一定的威胁。实践证明，选育和推广水稻抗病品种是有效控制这一病害最安全、最经济和最环保的方法[6]。因此，抗稻瘟病基因的发掘和合理利用是当今水稻抗病育种的关键[7]。
1.2 分子标记技术的概况
分子标记是20世纪80年代初发展起来的一种新的遗传标记方法，。它是以DNA序列的多态性为基础，具有遗传性稳定，能够不受外界环境的影响，标记位点数量多、多态性高、表现为“中性”等其它遗传标记所无法比拟的优点，这使DNA分子标记成为理想的遗传标记，并迅速得到发展起来，开创了分子标记技术的新纪元[8]。目前，已经建立起来的分子标记技术就有20多种。跟据对DNA多态性的检测手段和所用的分子生物学技术，可以分为四大类：基于Southern杂交的分子标记，基于PCR 技术的分子标记，PCR 技术和限制性酶切技术结合的分子标记和单核苷酸多态性标记。本实验利用的是基于PCR的分子标记。
利用分子标记已定位78个稻瘟病主效抗性基因，鉴定和开发了一批与抗性基因紧密连锁的DNA标记，克隆24个稻瘟病抗性基因，开发出10个抗性基因的功能标记[9]。这些都为水稻抗稻瘟病基因的标记辅助育种奠定了基础，利用分子标记辅助育种技术已成功培育了多个水稻抗稻瘟病品种或品系。
1.3 PCR的原理及分子标记的应用
1.3.1 PCR的原理
PCR(聚合酶链式反应）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可以看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅度增加。
PCR的基本原理是以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
与模板相互补的寡核苷酸片段为引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成。不断重复这一过程，可使目的的DNA片段得到扩增。
1.3.2 分子标记的应用
目前分子标记的应用领域主要有四个方面：基因组作图和基因定位研究，基于图谱克隆基因，物种亲缘关系和系统分类中的应用和用于疾病诊断和遗传病连锁分析。
1.4 本实验的研究意义
对近几年已审定的江苏水稻品种进行稻瘟病基因的分子标记检测，绝大多数水稻品种含有稻瘟病基因 Pi-b、Pi-ta、Pikm 和 Pi54，表明稻瘟病基因 Pi-b、Pi-ta、Pikm 和 Pi54 是江苏省目前主要抗病基因[10]。
本实验通过提取江苏省2015年的96份预试迟熟中粳水稻的DNA，然后通过PCR分子标记来查看96份实验材料中Pi-ta,Pi-b，Pi-km和Pi54这四个抗水稻稻瘟病基因的分布，预测2015年江苏水稻迟熟中粳预试材料中抗稻瘟病的分布情况，为分子标记辅助选育抗稻瘟病粳稻品种提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 供试材料与实验仪器试剂
实验材料：96份江苏省2015年迟熟中粳预试材料，实验材料由科学院提供。
实验仪器：离心管，离心机，通风厨，恒温水浴锅，移液枪，PCR仪，冰箱，振荡器，量筒，胶板，天平，锥形瓶，微波炉，电泳槽，凝胶成像仪等。
实验试剂：CTAB,引物，氯仿，无水乙醇，琼脂糖，TE缓冲液，核酸染料，Marker等。
2.2 实验方法
2.2.1 DNA的提取
2.2.1.1 2%的CTAB提取液
CTAB 2.0g
NaCl 10ml
EDTA-Na2 10ml
迟熟中粳预6-迟熟中粳预54+
迟熟中粳预7+迟熟中粳预55-
1 引言......................................................................................................................... 1
1.1 水稻稻瘟病的概况...............................................................................................1
1.2 分子标记技术的概况...........................................................................................1
1.3 PCR的原理及分子标记的应用...........................................................................2
1.4 本实验的研究意义 2
2 材料与方法 2
2.1 供试材料与实验仪器 2
2.2 实验方法 3
3 结果与分析 5
3.1 抗稻瘟病Pi54基因的分布 5
3.2 抗稻瘟病基因Pita的分布 7
3.3 抗稻瘟病基因Pib的分布 9
3.4 抗稻瘟病基因Pikm的分布....... ........................................................................11
4 讨论 ...14
结 论 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
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致 谢 16
参 考 文 献 17
1 引言
据预测，2030 年我国人口将达16亿，随之对粮食的需求量也将增长，所以粮食安全问题将会成为影响国计民生的重大问题[1]。水稻是人类最主要的粮食作物之一，我国是世界水稻的主产国，而江苏省又是我国水稻的主产区之一。据统计，2012年江苏省水稻种植面积3381万亩,平均单产561.9公斤,总产1900.7万吨,总产量和种植面积分别占全国水稻的10%和7%左右,其中全省粳稻面积、总产分别为2946万亩和1691.6万吨,分别占全国梗稻总面积和总产的22%和26%左右[2]。因此，江苏水稻尤其是粳稻生产对保障我国粮食安全具有重要作用。
1.1 水稻稻瘟病的概况
水稻稻瘟病是由梨孢真菌引起的一种水稻病害，它与纹枯病、白叶枯病被列为水稻三大病害。病菌会侵染水稻的叶片,茎秆，穗颈，小穗梗和谷粒。根据水稻受害时期和侵染部位不同，可分为苗瘟，叶瘟，节瘟，穗颈瘟和粒瘟。
水稻稻瘟病是具有广泛性和毁灭性的病害。全球平均每年由于水稻稻瘟病造成的水稻产量损失足以养活6000万以上的人口[3]，导致的经济损失高达数10亿美元[4]。稻瘟病在中国的水稻种植区均有发生，每年由于稻瘟病造成水稻减产达 10% ~30%[5]。
目前，防治稻瘟病的主要方法有化学方法进行防治法和抗病品种的应用。虽然化学防方法治对提高水稻产量起了相当重要的作用，但是所带来的问题也越来严重。主要表现在两个方面，一方面化学防治对环境会造成严重的污染，对自然界的生物多样性会产生不好的影响；另一方面，农药残留将会对人类的健康会构成一定的威胁。实践证明，选育和推广水稻抗病品种是有效控制这一病害最安全、最经济和最环保的方法[6]。因此，抗稻瘟病基因的发掘和合理利用是当今水稻抗病育种的关键[7]。
1.2 分子标记技术的概况
分子标记是20世纪80年代初发展起来的一种新的遗传标记方法，。它是以DNA序列的多态性为基础，具有遗传性稳定，能够不受外界环境的影响，标记位点数量多、多态性高、表现为“中性”等其它遗传标记所无法比拟的优点，这使DNA分子标记成为理想的遗传标记，并迅速得到发展起来，开创了分子标记技术的新纪元[8]。目前，已经建立起来的分子标记技术就有20多种。跟据对DNA多态性的检测手段和所用的分子生物学技术，可以分为四大类：基于Southern杂交的分子标记，基于PCR 技术的分子标记，PCR 技术和限制性酶切技术结合的分子标记和单核苷酸多态性标记。本实验利用的是基于PCR的分子标记。
利用分子标记已定位78个稻瘟病主效抗性基因，鉴定和开发了一批与抗性基因紧密连锁的DNA标记，克隆24个稻瘟病抗性基因，开发出10个抗性基因的功能标记[9]。这些都为水稻抗稻瘟病基因的标记辅助育种奠定了基础，利用分子标记辅助育种技术已成功培育了多个水稻抗稻瘟病品种或品系。
1.3 PCR的原理及分子标记的应用
1.3.1 PCR的原理
PCR(聚合酶链式反应）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可以看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅度增加。
PCR的基本原理是以拟扩增的DNA分子为模板，以一对分别 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
与模板相互补的寡核苷酸片段为引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留复制的机制沿着模板链延伸直至完成新的DNA合成。不断重复这一过程，可使目的的DNA片段得到扩增。
1.3.2 分子标记的应用
目前分子标记的应用领域主要有四个方面：基因组作图和基因定位研究，基于图谱克隆基因，物种亲缘关系和系统分类中的应用和用于疾病诊断和遗传病连锁分析。
1.4 本实验的研究意义
对近几年已审定的江苏水稻品种进行稻瘟病基因的分子标记检测，绝大多数水稻品种含有稻瘟病基因 Pi-b、Pi-ta、Pikm 和 Pi54，表明稻瘟病基因 Pi-b、Pi-ta、Pikm 和 Pi54 是江苏省目前主要抗病基因[10]。
本实验通过提取江苏省2015年的96份预试迟熟中粳水稻的DNA，然后通过PCR分子标记来查看96份实验材料中Pi-ta,Pi-b，Pi-km和Pi54这四个抗水稻稻瘟病基因的分布，预测2015年江苏水稻迟熟中粳预试材料中抗稻瘟病的分布情况，为分子标记辅助选育抗稻瘟病粳稻品种提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 供试材料与实验仪器试剂
实验材料：96份江苏省2015年迟熟中粳预试材料，实验材料由科学院提供。
实验仪器：离心管，离心机，通风厨，恒温水浴锅，移液枪，PCR仪，冰箱，振荡器，量筒，胶板，天平，锥形瓶，微波炉，电泳槽，凝胶成像仪等。
实验试剂：CTAB,引物，氯仿，无水乙醇，琼脂糖，TE缓冲液，核酸染料，Marker等。
2.2 实验方法
2.2.1 DNA的提取
2.2.1.1 2%的CTAB提取液
CTAB 2.0g
NaCl 10ml
EDTA-Na2 10ml
迟熟中粳预6-迟熟中粳预54+
迟熟中粳预7+迟熟中粳预55-
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