1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.研究意义
水稻是世界上主要的粮食作物之一,而由灰飞虱[laodelphaxstriatellus fallén( smallbrown planthopper,sbph)]以持久性不经卵方式传播的水稻黑条矮缩病是影响水稻产量的主要病毒病害,严重影响水稻的产量及品质。该病病原为水稻黑条矮缩病毒(rice black-streaked dwarf virus,rbsdv)。目前防治水稻黑条矮缩病的主要手段是通过农药防治介体灰飞虱,但由于受到灰飞虱迁移性、传毒瞬时、群体数量大等因素的制约,通过防虫治病的防治效果并不理想。利用水稻抗性基因选育水稻抗性品种是经济、有效和环保的方法。而选育水稻抗性品种,势必要定位和克隆抗性基因,传统的基因功能研究需要构建遗传群体,分离群体的构建仅用两个性状差异较大的亲本,利用qtl作图的方法定位、克隆到目标基因,然后再研究这一特定基因的功能。因此,连锁分析只能对两个相应的等位基因进行鉴定,且构建遗传群体通过传统图位克隆发掘可靠的抗性基因需要长年的工作投入。在一定程度上限制了水稻抗黑条矮缩病的相关研究。迄今为止,关于水稻抗黑条矮缩病种植资源筛选的报道还较少,更没有抗性基因被克隆。所以对水稻黑条矮缩病抗性种质进行大规模筛选和展开水稻黑条矮缩病抗性遗传特性研究显得尤为迫切。
全基因组关联分析(genome-wideassociation studies;gwas)是利用不同基因间的连锁不平衡进行基因型和表型的相关性分析,从而高效鉴定目标性状基因。1998年,包括中国在内的多个国家启动了国际水稻基因组测序计划(international rice genome sequencing project, irgsp)。2005年,水稻品种日本晴全基因组高质量参考基因组序列图谱完成[1]。水稻基因组是第一个测序完成的禾谷类作物。目前,已有多篇文章报道全基因组关联分析在水稻各种农艺性状中的研究,也鉴定检测到一些已知相关基因和未知基因的qtl,奠定了关联分析的可靠性。如wang等[2]利用huang[3]开发与构建的覆盖水稻全基因组的高密度snp(单核苷酸多态性变异)图谱,对366份籼稻材料的苗期稻瘟病抗性进行全基因组关联分析,共鉴定得到30个相关位点,其中包含2个已知基因(pia[4],pik[5])和1个qtl位点(pif)。本研究以全基因组关联分析技术研究水稻抗黑条矮缩病的基因,筛选候选基因,并可对定位的已知位点和紧密关联的新位点进行候选基因分析,本研究的预期成果将为改良水稻抗黑条矮缩病提供依据,对于保障水稻安全生产具有重要的理论和实践意义。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
以收集的水稻资源为研究对象,采用gwas方法,筛选水稻黑条矮缩病抗性候选基因。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
1.研究方法
1.1 水稻种质资源田间鉴定
在2015和2016年的夏天,将水稻品种与家系种植于河南省开封市祥符区,因为该地从2014年开始,一直是水稻黑条矮缩病的重病区。材料分两个重复,每个重复至少60粒种子,在麦收前3周播种于小麦绿矮病(与rbsdvd病原体相同)严重的田块周围,待麦收后灰飞虱自然迁移至水稻幼苗取食。5周后,将水稻幼苗移栽,每个重复插秧40棵,正常水肥管理。
4. 研究创新点
借助GWAS平台,结合基因型数据和表型数据,筛选候补基因。
5. 研究计划与进展
1.研究计划:
(1)2018年6月到2018年9月:查阅文献,确定实验课题,并进行实验。
(2)2018年10月到2018年12月:对实验材料进行测定分析。
