黑龙江省稻瘟病菌无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t的检测与分析

论文摘要

【目的】检测黑龙江省稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t在不同地区、年份间流行菌株的分布情况与变异机制,了解其等位基因的致病表型,为黑龙江省抗瘟品种布局提供参考依据。【方法】利用NCBI中公布的无毒基因序列对3个无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t的基因全长和编码序列（coding sequence,CDS）分别设计特异性引物,将2016年和2017年采自黑龙江省不同地区335个稻瘟病菌单孢分离菌株的DNA进行PCR扩增,通过琼脂糖凝胶电泳检测分析,并挑选不同带型和不同地区代表菌株的PCR产物进行测序。测序结果与相应无毒基因序列进行碱基与氨基酸序列的比较分析,并利用水稻抗性单基因系,对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行致病型测定。【结果】在PCR电泳检测中AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t均出现特异性条带,说明这3个无毒基因在黑龙江省均有分布,并以不同分布频率与突变类型出现。3个无毒基因平均扩增频率分别为75.52%、87.16%和85.67%。其中AVR-Pib通过电泳检测与PCR产物测序检测出4种带型（无带、高带、中高带与低带）和5种变异类型AVR-Pib（1-1、1-2、2、3、3-1）,基因型AVR-Pib-1-1、AVR-Pib-1-2、AVR-Pib-2和AVR-Pib-3-1为新发现的变异类型,其中基因型AVR-Pib-1-1和AVR-Pib-1-2均为转座子Pot2的插入,但插入位点不同;基因型AVR-Pib-2在阅读框上游存在小片段的插入;基因型AVR-Pib-3-1碱基序列与原序列比对有4处差异,即32（C/G）35（T/A）36（T/A）38（T/A）,导致氨基酸翻译提前终止。对检测到的5种等位基因型进行致病型测定,分析发现除正常基因型AVR-Pib-3外,其他变异基因型无毒功能均已丧失。而AVR-Pik经PCR产物测序检测出7种等位基因型,AVR-Pik（D、A、B、C、E、F、F2）,碱基序列的变化均导致氨基酸错义突变,7种等位基因型均已见报道。无毒基因AvrPiz-t通过电泳检测和PCR产物测序分析,发现2种带型（高带和正常带型）与4种基因型AvrPiz-t（A、B、C、D）,其中AvrPiz-t-A为正常基因型;基因型AvrPiz-t-B在191位处有碱基A的插入,导致氨基酸翻译提前终止;基因型AvrPiz-t-C为新发现的等位基因型,其特点在于与A类型存在17（T/C）和19位处碱基C的插入,发生移码突变翻译提前终止;高带型对应的无毒基因型AvrPiz-t-D经测序验证为Pot3转座子的插入。4种基因型菌株分别接种水稻单基因系发现,AvrPiz-t-A可以被Piz-t识别表现无毒,AvrPiz-t（B、C、D）均不能被Piz-t所识别而表现为有毒性。【结论】黑龙江省稻瘟病菌无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t分布较为广泛,且变异类型丰富,研究结果可为选育和推广携带相应抗病基因的水稻品种提供参考。

论文目录

• 0 引言
• 1 材料与方法
•   1.1 供试菌株
•   1.2 稻瘟病菌基因组DNA提取
•   1.3 引物设计
•   1.4 PCR扩增及电泳检测
•   1.5 部分无毒基因序列测序分析
•   1.6 致病型测定
• 2 结果
•   2.1 稻瘟病菌无毒基因AVR-Pib的基因型与致病表型分析
•   2.2 稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik的扩增结果与序列分析
•   2.3 稻瘟病菌无毒基因AvrPiz-t的基因型与致病表型分析
•   2.4 3种无毒基因在黑龙江省的分布情况
• 3 讨论
•   3.1 黑龙江省稻瘟病菌的无毒基因型与品种的合理布局
•   3.2 无毒基因的变异机制与功能验证
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孟峰,张亚玲,靳学慧,张晓玉,姜军

关键词: 黑龙江省,稻瘟病菌,无毒基因

来源: 中国农业科学 2019年23期

年度: 2019

分类: 农业科技

专业: 植物保护

单位: 黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省植物抗性研究中心

基金: 黑龙江省自然科学基金(QC2011C046),黑龙江八一农垦大学学成,引进人才科研启动计划(XDB-2016-05),黑龙江省农垦总局科技攻关项目(HNK125A-08-06,HNK135-02-02),黑龙江省教育厅项目(12521376)

分类号: S435.111.41

页码: 4262-4273

总页数: 12

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