1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
一、研究意义
小麦是全球种植最广泛的粮食作物之一,至少1/3的人口以它为主食。多种病害能危害小麦的产量,降低小麦的品质(杨美娟等,2016)。小麦白粉病是小麦三大病害之一,能使小麦减产5%~20%(chakraborty et al., 2011)。2019年,我国小麦白粉病累计发生面积接近870万公顷,个别地方麦田平均病叶率甚至高达100%(延荣等,2020)。近几年,小麦白粉病危害范围依然较广,这对小麦的稳定和安全生产造成了严重威胁。
在生产中,使用抗病品种是对付小麦白粉病较为有效的方法,而抗病品种的培育依赖抗病基因的发掘。小麦白粉病毒性菌系变异较快,因此具有单一基因的小麦品种很容易丧失抗性,例如pm3和pm8基因抗性的丧失(杨美娟等,2016)。已克隆的小麦抗白粉病基因大多为nlr类基因。nlr类基因多为成簇存在,抗病基因周围有多个同源性较高的拷贝,这些拷贝也是潜在的抗病基因资源。分析抗病基因位点整个基因簇的序列、结构和进化等有利于理解抗病基因的机制,为发掘新的抗病基因提供思路。本课题主要研究四倍体小麦抗病品种khapli的pm4位点,对其定位区间内(约20mb)基因簇的部分nlr基因进行序列组装、功能鉴定和进化分析,确定其物理位置、基因结构和进化关系。进一步帮助确定定位区间内的抗病候选基因,从序列和进化的层面为小麦pm4基因的克隆提供基础,进而为小麦抗白粉病分子育种研究提供帮助。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
本课题主要研究四倍体小麦抗病品种khapli的pm4位点,对其定位区间内(约20mb)的部分nlr基因进行序列组装、功能鉴定和进化分析。
3. 研究的方法与方案
研究方法
1、采用手动延伸的方法。借助抗白粉病基因pm4定位区间内的部分已知基因序列,在四倍体khapli小麦的二代测序数据库中进行blast,延伸已知基因的前后区间至无法进行,获得拼装长片段。
2、通过生物信息学工具,如softberry、blast、pfam等分析拼接长片段中的基因,鉴定nlr基因。
4. 研究创新点
特色和创新之处
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
1、2019年5月—2019年6月:在导师指导下选定课题,阅读相关文献,掌握基本的实验背景。
2、2019年6月—2019年7月:查阅资料,阅读相关文献,撰写开题报告,修改审核;对基本生信知识以及生信工具进行学习。
