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甜瓜白粉菌生理小种鉴定及白粉病负调控因子MLO基因克隆和沉默研究

更新时间:2017-09-06 20:41:35点击次数:450次字号:T|T

登记号2012Y0152

中图分类S63

主要完成单位:甘肃省农业科学院蔬菜研究所

联系人:所办公室   

电话:0931-7614949

邮政编码730070

成果介绍:1、任务来源:本项目属于2009年甘肃省农业生物技术研究及应用开发项目,项目编号GNSW-2009-19,由甘肃省农牧厅下达,甘肃省农业科学院蔬菜研究所主持。项目经费:12万元。2、应用领域和技术原理:本项目主要应用于农业生物技术种质资源创新领域。利用课题组优良自交系G1G2Y1Y2为主要试材,通过同源克隆和遗传转化相结合,克隆甜瓜内源MLO基因,然后以RNAi干扰为主要技术手段,对现有材料的白粉病抗性进行了改良,使感白粉病的两份甜瓜种质,提高了白粉病抗性。项目同时利用国际通用的13份甜瓜白粉病鉴别寄主,通过感抗反应鉴定,对我省甜瓜主产区的白粉病生理小种进行了鉴别,项目成果可以直接应用于甜瓜抗白粉病育种,为选育专一抗性或广谱抗性材料提供理论基础。3、性能指标:课题组成员在申请到项目后,本着严谨求实的工作作风,勤奋塌实的工作态度,通过三年多的努力,顺利完成了全部任务:(1)完成了CmMLO1CmMLO2CmMLO3三个基因的克隆与测序工作。序列编号分别为FJ713541FJ713542 FJ713543。 (2)完成了甜瓜MLO基因家族的表达分析,明确了在白粉病发病过程中的主效基因。数据分析表明,CmMLO2在白粉病发病中起主要调控作用。(3)完成了MLO基因的细胞定位和干扰载体的构建。(4)发明了一种新的农杆菌介导的甜瓜苗端转化方法。向国家专利局申请了发明专利,申请号:201110315776.95 5)完成了甘肃省甜瓜白粉病生理小种的初步鉴定。确定甘肃省至少有三个白粉病的生理小种。(6)获得了两份转化材料,分别为G1-1 Y1-1. 完成了田间和实验室抗性鉴定。(7)发表了相关学术论文5篇,其中一篇SCI收录,四篇核心期刊论文。4、与国内外同类技术比较:二十世纪七十年代,在欧洲人们利用理化诱变的方法获得了具有mlo隐性突变的广谱抗白粉病菌的大麦品种,大麦mlo基因是最早获得的、也是目前唯一在生产上得到大规模利用的具有广谱抗性的基因,具有mlo基因的大麦不但能够抵抗已知所有的30多个大麦白粉病菌生理小种,而且抗性水平极高。反应型为免疫或者近免疫。最近的拟南芥MLO基因的研究中,科研人员发现野生型拟南芥具有15MLO 家族成员,其中的AtMLO2AtMLO6 AtMLO12三突变体可以使拟南芥菜对白粉病菌(G. cichoracearum. And G. orontii.)完全免疫。尽管目前人们已经在水稻、大麦、拟南芥、玉米等作物中克隆出了MLO相关基因,但是在获得广谱抗性的种质方面仅限于大麦和拟南芥。本项目通过基因克隆方法,在获得的MLO基因家族的编码序列之后,利用现今成熟的ihpRNA(具内含子的发卡结构)干扰技术将白粉病发病进程相关的MLO家族成员沉默,解除MLO对细胞死亡的负调控,获得了具有甜瓜广谱持久白粉病抗性种质材料。在国际上,首次获得了甜瓜的三个MLO基因,并且获得了转化材料。在国内,首次完成了甘肃省甜瓜白粉病生理小种的鉴定,为我省甜瓜抗性育种奠定了可靠基础。5、成果的创造性、先进性: 1)首次利用同源克隆的方法,获得了三个MLO基因,分别为CmMLO1CmMLO2CmMLO3。并且确定了甜瓜白粉病发病过程中的主效基因。(2)获得了两份转化材料,分别为G1-1Y1-1.抗性鉴定结果表明,对白粉病具有抗性。(3)完成了甘肃省甜瓜主产区白粉病生理小种的鉴定,确定甘肃省至少有三个白粉病的生理小种,分别为小种1France2和小种7。(4)发明了一种新的农杆菌介导的甜瓜遗传转化方法,申请了国家发明专利。

(编辑:mindkeeper)