稻瘟病菌无毒基因AVR-Pii物理图谱的构建

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由子囊菌Magnaporthe grisea引起的稻瘟病是世界性的水稻病害之一,危害严重。防治该病的有效措施是栽培抗病品种,但更重要的方面是要广泛分析我国现有水稻品种的抗瘟基因型、了解田间菌群中无毒基因的种类、数量和分布并及时监测其变化。这将有助于了解病原菌小种的变异机理;有利于建立稻瘟病菌小种快速鉴定的分子技术,在实践上用于指导抗病品种的合理布局和轮换,以更有效地控制病害的发生。 本研究在张国珍博士获得与无毒基因AVR-Pii连锁的两个RAPD标记(并转化为SCAR标记):OPI07700和OPM101314的基础上进行染色体步移,旨在克隆AVR-Pii无毒基因。首先,采用PCR的方法对两个SCAR标记进行分析发现在SCAR标记OPM101314处菌株P131与Y34存在差异;不过,在SCAR标记OPI07700处菌株P131与Y34不存在差异。用标记OPM101314的SCAR引物在菌株P131与Y34中分别扩增出了1314bp与1664bp的两条不同长度的DNA片段,测序后发现后者是在1314bp中插入了一段350bp的重复序列。基因组Southern杂交及数据库BLAST表明:标记OPI07700在P131与Y34基因组是单拷贝的,SCAR标记OPM101314的1314bp中有重复序列。 对两个SCAR标记和AVR-Pii基因在染色体上的定位分析表明它们位于稻瘟病菌基因组第Ⅱ号染色体的端粒附近位置。其中无毒基因AVR-Pii较两个标记更靠近端粒,同时它们都在supercontigⅢ上(supercontigⅢ上一共有154个contigs,从Contig2.513到Contig2.360),其中Contig2.360是在端粒位置。SCAR标记OPM101314被定位在Contig2.387上,OPI07700被定位在Contig2.381上。 通过两个标记相向进行染色体步移,构建了两个SCAR标记区域的物理图谱,由3个含有最小重叠的TAC克隆覆盖了两个标记区域,分析两个标记间的物理距离大约为90Kb,根据两个标记间的遗传距离为3.16cM,可以推算出在该区域一个遗传单位相当于28Kb的物理距离。比Farman等发现的一个遗传单位相当于50Kb的物理距离要小;比Zhu等发现的一个遗传单位相当于41Kb的物理距离也小,而与AVR1-C039区域一个cM对应33.5Kb的物理距离相近。推测可能是由于该区域在染色体端粒的位置,重组事件发生的多的缘故。同时也可以知道近的SCAR标记OPI07700到目的基因的距离约是186Kb。在此基础上向目的基因进行染色体步移,用4个含有最小重叠的TAC克隆向目的基因前进了约210Kb,由遗传图谱与物理图谱的对应关系知道已经覆盖了无毒基因AVR-Pii区域。这些工作为无毒基因AVR-Pii的克隆奠定了基础。
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