簇毛麦抗白粉病相关基因MYB2-V、MYB4-V、MYB6-V的克隆及功能验证开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.小麦白粉病严重威胁小麦生产，通过育种途径解决其危害的关键是发掘白粉病抗病相关新基因。

作为世界第二大粮食作物，小麦的高产、高效、绿色生产对于粮食安全有着十分重要的意义。由于气候、环境的剧烈变化，白粉病这一小麦重要病害在世界各地渐有愈演愈烈之势，该病由布氏白粉菌小麦专化型(blumeria graminis f.sp.tritici, bgt)引起，病菌通过产生吸器的方式寄生在小麦叶片、茎秆、颖壳等地上部器官，从表皮细胞中吸取营养进行发育和繁殖。小麦感染白粉病后叶片有效叶面积减少、叶片干枯，影响其光合作用的效率和营养状况，导致分蘖和成穗数减少、植株矮小、籽粒发育不良，造成小麦减产乃至绝收。除此以外，生产防控过程中大量喷施的化学农药提升了经济成本，也给环境带来了巨大污染。相比之下，育种手段通过导入白粉病抗性基因，可以培育抗病小麦品种，从根本上杜绝白粉病的危害，降低生产成本，提升产量、质量，实现环境友好的生产目标。但是目前小麦品种存在严重的遗传基础狭窄、遗传特性趋同的问题，在原有抗病基因逐步被病菌克服、抗性不断丧失的同时又难以在小麦中找到有效的新抗原^[1]。如何发掘优异持久的白粉病抗性新基因是通过育种途径解决小麦白粉病危害的关键问题。

2.作物远缘种质是作物抗病性相关基因的重要来源。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标及内容：

1. 通过同源克隆获得簇毛麦中响应白粉病侵染的myb基因，并进行基因结构的初步分析。

2. 对克隆得到的簇毛麦白粉病相关myb基因进行基因沉默，初步明确基因功能。

3. 过表达簇毛麦白粉病相关myb基因，进一步验证基因功能。

3. 研究的方法与方案

研究方法

1. 簇毛麦白粉病相关myb基因的克隆及基因结构的初步分析

① 结合iwgcs及ncbi数据信息获取小麦中已知的响应白粉病的myb基因，将其蛋白质序列与簇毛麦rna-seq数据进行同源比对，筛选出簇毛麦响应白粉病的候选myb基因。

4. 研究创新点

植物的抗病性是多基因控制的复杂性状，其性状受许多因子影响。一个转录因子可以调控多个与同类性状有关的基因的表达，因此，与导入或改良个别功能基因来提高某种抗病能力的传统方法相比，从改良或增强一个关键的转录因子的调控能力着手，来提高作物的抗病性将是一种更为有效的方法和途径。

由于MYB基因家族数量庞大、种类繁多，无法实现对其功能的逐一鉴定，而具有相同结构域特点的同一类别MYB基因，往往具有相似的生理功能。故而采用同源克隆的方法从小麦的MYB基因入手可以实现有针对性地快速获得簇毛麦白粉病抗性相关MYB基因。

5. 研究计划与进展

2018年10月-11月：完成小麦myb基因序列的获取、表达模式分析工作，并利用簇毛麦rna-seq获得候选myb基因。

2018年11月-12月：进行q-pcr实验，定量分析候选基因的表达情况，筛选簇毛麦响应薄粉菌侵染的myb基因。

2018年1月：克隆筛选后的簇毛麦myb基因

2018年2月-3月：进行vigs载体的构建，通过vigs侵染烟草，再提取烟草汁液的方法侵染簇毛麦，并完成表型鉴定工作。