一个新的与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pikm紧密连锁的SCAR标记

 无毒基因是病原物中决定寄主抗病性表达的功能基因,其功能的丧失导致毒性小种的产生。本研究利用随机引物扩增DNA多态性技术,从稻瘟病菌菌株S1522中新筛选到1个与无毒基因AVR-Pik^m紧密连锁的DNA标记OPE12₁₄₀₀。根据OPE12₁₄₀₀的核苷酸序列,设计了1对含有17个核苷酸的特异性SCAR引物,并利用该引物对无毒表型亲本S1522和毒性表型亲本S159及其有性杂交后代的108个菌株进行了PCR扩增。结果表明:所有无毒表型的菌株均能特异性扩增出1条与OPE12₁₄₀₀大小相近的DNA片段,而毒性表型的菌株除2个重组体外,均不能扩增出此片段。根据计算,这一SCAR标记与目标无毒基因AVR-Pik^m之间的遗传距离为1.89 cM,与本研究小组先前报道的另一个标记OPO12₁₀₀₀位于目标基因的同一侧,但与OPO12₁₀₀₀相比,距目标基因近了2.86 cM。本标记的获得将有助于确定AVR-Pik^m在染色体上的位置,有助于确定用于进一步筛选位于相反一侧的连锁标记的重叠群区域。     

稻瘟菌无毒基因AVR-Pikm的定位

 无毒基因是病原物中决定寄主抗病性表达与否的功能基因,其功能的丧失导致毒性小种的产生。在先前的研究中,本研究小组从稻瘟病菌中分离了与无毒基因AVR-Pik^m连锁的2个SCAR标记SCO12₉₄₆和SCE12₁₄₀₆。在本研究中,作者首先通过TAC克隆末端核苷酸序列的测定及其与70-15全基因组序列的比较,将这2个标记定位到稻瘟菌第1号染色体上;然后,利用稻瘟菌70-15全基因组草图序列和SSR技术,又分离了与无毒基因AVR-Pik^m连锁的4个SSR标记:SSR47T34、SSR50CA24、SSR52TAGG18和SSR56A28。进一步分析表明:上述4个SSR标记位于与SCO12₉₄₆和SCE12₁₄₀₆相反的一侧,与AVR-Pik^m位点的遗传距离分别为4.90、7.01、19.12和21.94cM,无毒基因AVR-Pik^m位于SCE12₁₄₀₆和SSRA7T34之间。本研究获得的稻瘟菌无毒基因AVR-Pik^m的精细定位为通过染色体步移克隆该基因奠定了基础。     

我国棉花枯萎菌生理小种特异性DNA扩增片段的筛选及序列测定

 利用RAPD技术,以随机引物对我国棉花枯萎菌的3个生理小种(3、7、8号小种)共26个菌株进行PCR扩增,从产生的140个RAPD分子标记中寻找到了不同小种的特征性条带,O PF-10₅₁₃(3号小种)、OPF-08₃₇₁(7号小种)及OPF-12₇₀₃(8号小种)。将其纯化后克隆到pGEM-TEasy质粒载体上,并获得了DNA特异性片段的核酸序列。     

应用DNA标记定位水稻的抗稻瘟病基因

 从水稻分子遗传图谱选取177个RFLP标记,比较以红脚占为抗源,感病品种IR24为轮回亲本所构建的近等基因对K80R和K79S之间的多态性表现。发现了一些可能与稻瘟病抗性基因连锁的阳性标记。在(K80R×K79S)的F₂群体中,经稻瘟病菌ZB₁小种接种,110株为抗病,33株为感病,用总共10个阳性标记与F₂群体中每个单株的DNA杂交,发现抗病基因与第12染色体上的标记RG81、RG869和RZ397共分离;检测F₃株系的抗病性分离情况,确定F₂植株的抗病性基因型,计算出抗病基因与分子标记的遗传距离,将该基因定位在第12连锁群上。应用近等基因池DNA和随机引物,经PCR扩增和共分离分析,建立了二个RAPD片段与抗病基因紧密连锁。     

稻瘟菌对水稻品种梅雨明的无毒性的遗传分析和分子标记

 将交配型为a、并对水稻品种梅雨明不致病的稻瘟菌菌株S1522与对该品种致病的、交配型为A的稻瘟菌菌株P131和S159杂交,分别获得了24和56个单子囊孢子后代。致病性测定结果表明:这些后代菌株在梅雨明上的致病个体与不致病个体的比例近等于1:1。由此推测:稻瘟菌对水稻品种梅雨明的无毒性是由1个基因控制的。进一步通过RAPD比较了致病后代与不致病后代的DNA多态型,获得了1个与该无毒基因连锁的、长度为1000 bp的RAPD标记,两者间的遗传距离为3.7cM。     

菲律宾稻瘟病菌生理小种中AVR-Pita及其同源基因的序列与功能分析

根据已克隆的AVR-Pita及其同源基因序列设计4对引物,对来自菲律宾的74个稻瘟病单孢菌株DNA进行PCR扩增和序列分析,研究了与水稻抗病基因Pi-ta互作的稻瘟病菌无毒基因AVR-Pita及其同源基因序列多态性与进化关系。结果显示,在42个菌株中扩增出AVR-Pita1基因目的条带,31个菌株中扩增出AVR-Pita3基因目的条带,55个菌株中扩增出AVR-Pita4基因目的条带,但所有供试菌株均未扩增出AVR-Pita2基因目的条带。对PCR产物进行测序分析,发现AVR-Pita1基因在菲律宾的生理小种中存在序列多态性,可划分为5个单倍型,共有10个多态性位点;AVR-Pita3和AVR-Pita4基因序列较保守,序列比对后没有发现多态性。对不同单基因系接种鉴定,发现除第3种AVR-Pita1单倍型外,含有AVR-Pita1单倍型1、2、4及5的生理小种均不能与Pi-ta基因互作,从而使Pi-ta单基因系IRBLta-CT2在接种后表现为感病。以上试验结果说明AVR-Pita1基因变异性较强,且序列改变后会导致基因功能的变化。     

应用RAPD方法获得与番茄ToMV抗性基因Tm2nv连锁的分子标记

 运用RAPD技术,在番茄ToMV抗性基因Tm2^nv的F₂代群体中采用混合分组分析法(bulkedse gregant analysis,BSA)进行分子标记研究,找到了一个与Tm2^nv基因连锁的分子标记OPD20₁₇₀₀,其遗传距离为7.067cM,LOD值为16.768。     

南方稻区稻瘟病菌株中无毒基因AvrPi9的变异分析

 本研究通过PCR(Polymerase Chain Reaction)和测序技术以及稻瘟病菌致病力检测手段,分析了2020年来自安徽、重庆、福建、广西、湖南、江苏、江西、云南以及浙江等省(直辖市、自治区)的300个稻瘟病分离菌株的无毒基因AvrPi9的分布和变异情况。结果表明,298份稻瘟病菌分离菌株的AvrPi9位点能被有效扩增,扩增产物经测序分析后显示,其中8株供试菌株的AvrPi9基因位点的外显子区域253位发生单碱基变异(C碱基替换成T碱基,AvrPi9^C253T),导致转录提前终止。稻瘟病菌致病力分析表明,AvrPi9^C253T菌株对带有Pi9基因的植株TP309-Pi9产生了致病性,说明该类菌株的AvrPi9位点变异后不能被Pi9识别。上述结果提示培育和种植携带有抗稻瘟病基因Pi9的品种可以较大程度上对南方稻区稻瘟病起到防控作用。这对保障水稻生产安全具有重要意义。     

禾谷镰孢菌γ-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系分析

 根据禾谷镰孢菌参考菌株NRRL31084(PH-1)的γ-微管蛋白基因核苷酸序列设计5对引物,采用PCR方法从禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)对多菌灵(MBC)的敏感菌株、室内诱导及田间多菌灵抗药性菌株中分段扩增测序,获得了γ-微管蛋白基因全序列。该基因全长1 868bp,含有5个内元,编码一含493aa的多肽;与PH 1的γ-微管蛋白基因核苷酸序列同源性99%,存在10个差异核苷酸,与所编码的氨基酸序列同源性100%;与其它7种真菌的γ-微管蛋白基因所编码的氨基酸序列同源性为31%~72%。中国的2个敏感菌株和4个抗药菌株的γ-微管蛋白基因序列完全相同,认为多菌灵抗药性与该微管蛋白变异无关。     

云南罗平田间稻瘟菌株性状及无毒基因研究

 稻瘟菌和水稻是研究禾本科作物病原-寄主互作机制的模式病理系统。云南罗平县不仅是云南省水稻主产区,栽培水稻品种多样,同时也是稻瘟病易发区,田间稻瘟菌群体组成复杂,信息流强度大。田间单孢菌株的分离和无毒基因的研究,是揭示稻瘟菌毒性变异机制和制定田间稻瘟病综合防控策略的重要基础。本研究通过单孢分离,从2017年云南罗平田间病样上分离和保存了有效单孢菌株120份,系统地进行了菌株培养性状、产孢能力、7个无毒基因存在/缺失多态性及无毒基因变异与致病性相关性的研究。研究结果表明:菌株间培养性状、产孢能力差异较大,但培养性状和产孢能力与菌株的病样源无关;ACE1、Avr-Pizt、Avr-Pita1、Pwl2、Avr-Pik、Avr-Pii和Avr-Pia 7个无毒基因在云南罗平120个田间菌株中的存在/缺失频率不同,ACE1、Pwl2和Avr-Pizt存在频率最高(100%),Avr-Pia最低(5%),Avr-Pita1、Avr-Pik和Avr-Pii分别是99%、99%和89%,并首次分离和鉴定了33个包含3个Avr-Pik等位基因拷贝的菌株;部分代表菌株接种单基因系水稻的致病性鉴定结果显示,菌株中无毒基因的完全缺失或变异能使携带相应抗病基因的单基因系水稻材料感病,表明病原通过丢弃或修饰其无毒基因逃避寄主的免疫识别,克服寄主的抗性。研究结果不仅丰富了稻瘟病菌的遗传资源,奠定了水稻-稻瘟菌互作机制研究的重要基础,而且也为云南罗平稻瘟病的综合防治提供了参考。     

香蕉枯萎病菌生理小种鉴定及其SCAR标记

 通过室内人工接种蕉类鉴别寄主,对采集于广东蕉区的18个蕉类枯萎病菌菌株进行鉴定,KP021、KP022、GZ981和JL021 4个菌株属Racel,其余14个菌株属Race4,说明广东蕉区同时存在尖孢镰刀菌古巴专化型Race1和Race4。用RAPD技术对上述18个菌株进行分析,从200条随机引物中筛选出8条引物可产生生理小种RAPD标记12个,其中标记Racel的8个,标记Race4的4个。对这些RAPD标记带分别进行回收、克隆、测序,根据这些特异片段序列分别设计相应的SCAR引物,通过对18个菌株的PCR扩增检验,有4个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,其中Race1-SCAR标记1个、Race4-SCAR标记2个、同时能鉴定出2个小种的SCAR标记1个。应用这4个SCAR标记同时对采自田间的9个病菌分离物进行检测,能够准确地鉴定出广东蕉区的尖孢镰刀菌古巴专化型Racel和Race4,这为下一步开展香蕉枯萎病菌生理小种的分子鉴定及各生理小种田间流行动态监测奠定了基础。     

Evaluation of variability in Striga aspera, Striga hermonthica and their hybrids using morphological characters and random amplified polymorphic DNA markers

Striga aspera and Striga hermonthica are recognized as separate species, but their close morphological similarity causes difficulty in distinguishing between them in areas where they coexist in Africa. In this study, crosses between the species were made using randomly selected morphologically typical parental plants collected from different locations in Nigeria. Genetic analysis of both species and their reciprocal F₁ hybrids were determined using cluster analysis of DNA profiles derived from genetic polymorphism (RAPD)-polymerase chain reaction (PCR) markers. Principal component and hierarchical cluster analyses were used to separate parental and hybrid populations based on 13 morphological characteristics. Morphological data from wild samples of both species were compared with the hand-pollinated parental, F₁ and F₂ hybrids, and back-crosses. Results showed that S. aspera and S. hermonthica were genetically and morphologically distinct. Morphological and genetic analyses revealed two major clusters: a S. aspera cluster and a S. hermonthica cluster. Genetically, the F₁ hybrids showed closer affinity to their maternal parents, while morphologically, the F₁ hybrids formed distinct clusters intermediate to the parents. Most F₂ plants and back-crosses were morphologically similar to S. hermonthica . Comparative morphological analysis of wild and hand-pollinated populations showed some samples from the wild clustered with the hybrids, suggesting that hybrids may exist in nature.     

香蕉枯萎病菌RAPD分析及4号生理小种的快速检测

 用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对采自广东、广西的香蕉和粉蕉上的30个香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)菌株和3个其它尖孢镰刀菌专化型的菌株进行比较及聚类分析。在遗传相似系数0.67时,可将供试菌株划分为3个RAPD群(RGs),其中香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)共15个菌株属于RGⅠ,1号生理小种(FOC1)共15个菌株属于RGⅡ,供试的其它尖孢镰刀菌专化型的3个菌株则属于RGⅢ。这说明香蕉枯萎病菌和供试3个其它专化型菌株与致病性间存在明显的相关性。1号生理小种内菌株间的遗传分化大于4号生理小种内菌株间的遗传分化。从90条RAPD随机引物中筛选出2条引物可产生4号生理小种的RAPD标记2个。将这2个RAPD标记电泳切胶回收、克隆及测序,并根据这2个特异片段序列设计SCAR上下游特异引物,通过对30个菌株的PCR扩增检验,其中一个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,初步建立了以此为基础的4号生理小种快速检测技术,其检测灵敏度为2 ng新鲜菌丝。对采自不同地区的显症样品、吸芽、室内接种未显症的香蕉苗以及发病的香蕉植株不同部位进行检测,能够准确灵敏地鉴定出4号生理小种,从而为香蕉枯萎病菌的快速检测及防治奠定了基础。同时,快速检测结果发现,田间发病植株果柄的各部位及果实内并没有枯萎病菌的存在。     

感染“中四”小麦条锈菌T4菌系SCAR检测标记的开发

正条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的世界范围内小麦上最重要的病害之一。利用抗病品种是防治该病最经济、有效的措施。但是由于小麦条锈菌的高度变异性,品种抗病性很容易被条锈菌新小种所克服。因此,持续监测条锈菌生理小种的动态变化,及时发现新小种,对     

番木瓜抗环斑病毒突变体抗性遗传及RAPD标记

 ⁶⁰Coγ-射线处理番木瓜种子,从诱变一代中筛选到1株耐环斑病毒(PRSV)的变异植株(M₁),其侧芽组培后代(VM₁)部分植株也表现出了耐病性,以VM₁为母本进行回交,人工接种病毒鉴定回交后代(BM₂)的抗病性,结果为:在出自部分回交果实的BM₂群体中,包含有对PRSV Ys和Vb株系具抗性的植株,抗感分离比为1:1,但未发现抗Sm株系的植株;BM₂抗病两性株自交或以其为母本进行回交,分别获得诱变第三代(M₃)及回交诱变第三代(BM₃),人工接种PRSVYs株系,结果表明,BM₃抗感分离比也为1:1,因而认为辐射处理突变产生了具PRSV株系专化性的显性抗病基因,命名为Rys;但M₃抗感分离比不符合显性单基因3:1理论值,认为是单倍体选择的结果。运用BSA法,在BM₂中寻找到一个与抗病性密切相关的RAPD标记,经在BM₂、M₃及BM₃抗感群体中检验,可作为抗病育种的辅助选择标记。Rys是番木瓜栽培种中发现的第一个抗PRSV基因。     

绿僵菌菌株遗传多态性与地理来源及寄主种群分化的关联性

采用RAPD-PCR分子标记技术分析了51株不同地理来源、寄主来源的绿僵菌Metarhizium anisopliae菌株的遗传多态性。从94条RAPD引物中筛选出18条引物,对所有试验菌株进行RAPD-PCR扩增,共获得96条扩增片段,其中81条片段表现多态性,占84.1%。聚类分析表明,供试的51株菌株间的相似性系数范围为0.52~0.98,表明菌株间存在丰富的遗传多态性。供试菌株在相似性系数0.7的水平可分为4个组群。按菌株DNA多态性与地理及寄主来源的聚类分析表明,大多数菌株的DNA多态性与地理或寄主有一定的相关性,即长期的地理环境和寄主适应性可能形成了种群的分化。     

马铃薯青枯病的PCR检测

以我国11个省(市、区)和6种不同寄主植物的43个青枯菌Ralstonia solanacearum代表性菌株和4个国外青枯菌菌株为试材,采用15条随机引物进行了RAPD分析,筛选到了1条青枯菌所特有的DNA片段,根据其碱基序列,设计了特异PCR引物,对不同青枯菌DNA进行扩增,并以马铃薯的其它病原细菌为对照,只有青枯菌可获得773bp的DNA扩增产物.经过对PCR反应模板制备程序的简化和优化,利用本研究设计的特异引物,直接对马铃薯病块茎的DNA粗提液进行扩增,获得了773bp片段.此技术可望用于马铃薯种薯青枯病菌的检测,大大缩短检测时间,提高检测效率.