抗大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種的PI437654突變體的篩選與全基因組測(cè)序.pdf

1、大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)(Heterodera glycines Ichinohe)是一種嚴(yán)重危害大豆生產(chǎn)的植物病原線(xiàn)蟲(chóng)，在全世界范圍內(nèi)每年給大豆生產(chǎn)造成重大損失。在我國(guó)發(fā)生與危害大豆的大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)生理小種主要是1、3及4號(hào)生理小種，其中1號(hào)和3號(hào)生理小種主要分布、發(fā)生在東北大豆產(chǎn)區(qū)，而4號(hào)生理小種主要在黃淮海大豆產(chǎn)區(qū)發(fā)生與危害大豆。目前，以大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)3號(hào)生理小種侵染大豆鑒定了2個(gè)主要的大豆抗孢囊線(xiàn)蟲(chóng)基因rhg1和Rhg4，但大豆抗大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4

2、號(hào)生理小種基因的研究還未有任何進(jìn)展。本研究主要以對(duì)大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)表現(xiàn)廣譜抗性的PI437654為材料，通過(guò)EMS(Ethylmethane Sulfonate，甲基磺酸乙酯)化學(xué)誘變開(kāi)發(fā)PI437654大豆突變?nèi)后w，通過(guò)表型鑒定在PI437654突變?nèi)后w中獲得對(duì)大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種侵染表型發(fā)生變化的突變體，然后對(duì)突變體進(jìn)行已知抗性基因序列分析，最后，對(duì)突變體進(jìn)行全基因組重測(cè)序和序列初步分析以期后續(xù)研究最終鑒定出大豆抗大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生

3、理小種基因。
　　不同EMS處理濃度表明，PI437654的最佳EMS處理濃度為0.75％。與野生型相比，突變體后代表現(xiàn)出很多不同的形態(tài)表型，主要表現(xiàn)在葉片、莖節(jié)、種子及生育期等方面，比如葉片黃化、白化、皺縮、多葉（葉柄處產(chǎn)生四葉或五葉）、莖節(jié)縮短、種子顏色變化及生長(zhǎng)期延長(zhǎng)等。
　　對(duì)PI437654突變體接種大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種，進(jìn)行侵染表型鑒定。根據(jù)表型鑒定結(jié)果，最終從開(kāi)發(fā)的PI437654突變?nèi)后w隨機(jī)選取的400個(gè)

4、突變體中確認(rèn)了13個(gè)對(duì)大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種的侵染表型發(fā)生變化的突變體，表型突變率為3.25％。突變體中雌蟲(chóng)指數(shù)最高可達(dá)16.9％，而野生型的雌蟲(chóng)指數(shù)只有5.8％。同時(shí)所有鑒定的突變體仍對(duì)大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)3號(hào)生理小種表現(xiàn)高抗性。
　　用突變體的基因組DNA進(jìn)行了三個(gè)已知抗性基因GmSHMT08，GmSNAP18，GmSNAP11的PCR擴(kuò)增，然后酶切與測(cè)序。結(jié)果顯示上述所有13個(gè)鑒定的突變體的三個(gè)已知抗性基因的基因組序列沒(méi)有發(fā)生任何

5、變化。說(shuō)明基因組中其它位點(diǎn)基因發(fā)生了突變，從而引起了突變體對(duì)大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種的抗性變化，PI437654中存在新的抗大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)基因。
　　對(duì)部分突變體進(jìn)行了全基因組重測(cè)序，并初步進(jìn)行了SNPs、InDels等分析，發(fā)生在外顯子上的SNPs約占4％,主要造成非同義突變;Indels大部分是一個(gè)堿基的插入和缺失，主要發(fā)生在基因間序列。目前正繼續(xù)挖掘基因組數(shù)據(jù)。其結(jié)果為最終將鑒定出大豆抗大豆孢囊線(xiàn)蟲(chóng)4號(hào)生理小種基因提供理論依據(jù)