水稻类病斑基因LM42的图位克隆的开题报告.docx

水稻类病斑基因LM42的图位克隆的开题报告
水稻类病斑基因LM42的图位克隆的开题报告
摘要：
水稻类病斑是由持久性感染的水稻簇囊菌（Magnaportheoryzae）在水稻生长期间引起的病害，严重威胁水稻的产量和品质。前人研究表明，其中一个关键的基因LM42调控了水稻对该病害的抵抗能力。因此，进行该基因的图位克隆，有望为遗传改良水稻提供重要的理论基础。
本研究将通过构建高密度遗传连锁图，以及克隆LM42基因相关序列为切入点，希望在水稻第六染色体上精确定位该基因。同时，利用NGS技术对LM42基因区域进行深度测序，以及对LM42基因表达的时空调控进行深入研究，为该基因功能的进一步解析提供支持。
关键词：水稻簇囊菌，类病斑，基因LM42，图位克隆，NGS技术
一、研究背景
水稻（OryzasativaL.）是世界上重要的粮食作物之一，在全球粮食安全中具有不可替代的地位。然而，水稻生长期间常受到许多病害的影响，其中水稻类病斑（riceblast）是最为常见和严重的病害之一。水稻类病斑是由持久性感染的水稻簇囊菌（Magnaportheoryzae）在水稻生长期间引起的病害，严重威胁水稻的产量和品质。据统计，每年因水稻类病斑造成的全球经济损失高达100亿美元。
因此，研究水稻与水稻簇囊菌之间的相互作用，挖掘水稻抗病基因，提升水稻的抗病能力，对于保障粮食安全和促进农业经济的发展具有重要的意义。
前人通过多年的研究，发现了许多调控水稻抗病能力的基因。其中，LM42基因是目前研究得较为深入的一个基因。该基因编码的蛋白在水稻与水稻簇囊菌互作时起到重要的调控作用，能够抵御水稻簇囊菌的侵染。因此，精确定位该基因的位置，克隆该基因相关序列，对于抗性基因的鉴定和水稻抵抗病害的遗传改良具有极为重要的意义。
二、研究目的和意义
本研究的目的是通过构建高密度遗传连锁图，精确定位LM42基因所在的染色体位置；利用NGS技术对LM42基因区域进行深度测序，探究LM42基因序列的组成和特征，并对LM42基因表达的时空调控进行深入研究，为该基因功能的解析提供支持。
本研究的意义在于，该基因的克隆将为遗传改良水稻提供重要的理论基础，帮助人们更好地了解水稻对水稻类病斑的抵抗机制，并在遗传层面上提升水稻的抗病能力，从而促进水稻产业的发展和提高农民的生活水平。
三、研究内容和方法
（一）研究内容
本研究的主要内容包括：
1.构建水稻LM42基因的高密度遗传连锁图；
2.精确定位水稻LM42基因所在染色体的位置；
3.利用NGS技术进行LM42基因区域的深度测序；
4.对水稻LM42基因的表达时空调控进行深入研究。
（二）研究方法
1.构建高密度遗传连锁图
根据水稻自交系Ludao落档，利用18个SSR分子标记，利用Mapmaker/EXP3.0软件构建高密度遗传连锁图。计算各SSR标记之间的距离，形成连锁群。采用Kosambi函数对连锁距离进行计算和转换，计算出各SSR标记间的遗传距离。
2.精确定位水稻LM42基因所在染色体的位置
利用已知的基因标记对实验群体进行基因扫描和基因定位。根据连锁群和基因标记之间的关系，利用QTLCartographer软件进行基因定位，确定LM42基因所在的染色体位置。
3.利用NGS技术进行LM42基因区域的深度测序
选取水稻Ludao落档的基因组DNA作为测序模板，使用IlluminaHiSeqXTen进行测序和序列拼接。利用SOAPdenovo软件拼接后的序列进行注释和比对，确定LM42基因区域的序列。
4.对水稻LM42基因的表达时空调控进行深入研究
利用RT-PCR技术和FISH技术，对LM42基因的表达时空调控进行深入研究，并分析该基因在水稻与水稻簇囊菌互作中的作用及其调控机制。
四、研究进展和预期结果
目前，本研究已完成对水稻LM42基因所在位置的初步定位和高密度遗传连锁图的构建，初步筛选出LM42基因所在染色体。下一步将利用精细的定位方法进一步确定LM42基因所在的确切位置，并利用NGS技术进行序列深度测序。通过对基因的序列特征、表达时空调控的研究，进一步解析LM42基因功能，为改良水稻抗病能力提供理论基础。
预期结果：
1.确切定位水稻LM42基因所在的染色体位置；
2.获得LM42基因在水稻基因组中的序列；
3.系统分析LM42基因的结构和表达时空调控机制，探究其在水稻与水稻簇囊菌互作中的作用及其调控机制；
4.为遗传改良水稻抗病能力提供理论基础。