SSR标记技术及其在大豆抗胞囊线虫研究中的应用

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)病是给世界大豆生产造成严重损失的重要病害之一,发现和利用新的抗线虫基因并转到丰产品种中可以有效地控制这种病害.SSR标记为分子辅助选育抗胞囊线虫的新品种和抗性鉴定提供了新的思路.阐述了SSR的原理和方法,概括介绍了其在大豆抗胞囊线虫研究中的应用.     

大豆UV-B光受体GmUVR8基因的生物信息学分析

UV-B影响大豆的生长发育,降低大豆的产量,但能够促进大豆类黄酮化合物合成,提高植物对病虫害的抵抗力。本研究利用生物信息学方法系统分析了大豆UV-B光受体UVR8基因及其编码蛋白质的特性。结果显示,大豆中存在4个GmUVR8蛋白质,均为亲水性蛋白质,位于细胞核中,尽管它们在大小上存在差异,但是都包含多个保守的RCC1结构域,形成了完整或不完整的七叶β-折叠的结构,与拟南芥的折叠方式极为相似。大豆基因组中这4个GmUVR8编码基因长度不一,分别位于4条染色体上,含有相同的外显子数,具有相同的编码方式。同源序列比对显示GmUVR8c与拟南芥最为相似,而聚类分析显示GmUVR8具有一定特异性。本研究为后期系统分析大豆UV-B光形态建成分子机制和GmUVR8基因功能提供了理论依据。     

抗SCN位点rhg1与Rhg4在种质资源中的单倍型分析及分子标记开发

rhg1和Rhg4是抗大豆胞囊线虫病种质所具有的主要的抗性基因,利用与rhg1和Rhg4位点紧密连锁的SSR标记和SNP标记对15份抗感病大豆种质进行基因分型。结果表明:rhg1位点连锁SSR标记Satt309对抗病种质的检出率为55.56%,Rhg4位点连锁SSR标记Sat_162对抗病种质的检出率为66.67%;rhg1位点序列引物PCR产物630bp位置存在腺嘌呤与胞嘧啶(A/C)突变,感病等位为A碱基,抗病等位为C碱基,在Rhg4位点标记引物SHMT的PCR产物上2 749 bp位置存在胞嘧啶和鸟嘌呤(C/G)突变,感病等位为C碱基,抗病等位为G碱基。rhg1和Rhg4位点内SNP对抗病种质的检出率分别为77.78%和100%。利用高分辨率溶解曲线法设计rhg1和Rhg4位点SNP标记,在扫描温度为65℃起始,60℃保持,94℃终止时可得到理想的分型结果。     

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1（FoSTIP1）基因的克隆及表达分析

本研究克隆了尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4, Foc4）转录因子FoSkn7一个候选的下游基因,结果表明该基因cDNA编码序列全长1737 nt,编码一个含578个氨基酸残基的蛋白质。对其编码的蛋白进行了结构域和进化分析,结果表明该蛋白质含有胁迫诱导蛋白（stress-in-ducible protein-1, STI1）结构域和多个三角形4肽重复序列结构域（tetratricopeptide repeat, TPR）。该蛋白质与尖孢镰刀菌番茄专化型的磷酸化应激诱导蛋白1（STIP1）亲缘关系最近,因此初步将其确定为Foc4的磷酸化应激诱导蛋白并命名为FoSTIP1。采用相对荧光定量PCR方法分析了该基因在野生型B2菌株入侵香蕉苗根部及在外源H₂O₂诱导情况下的表达变化,也分析了FoSKN7基因缺失突变体中该基因在外源H₂O₂诱导情况下的表达。结果表明在入侵香蕉苗根部及在外源H₂O₂诱导情况下,B2菌株中的FoSTIP1表达均有上调,而FoSKN7基因缺失突变体中FoSTIP1即使有H₂O₂诱导,其表达也远低于B2菌株中的FoSTIP1。推测FoSTIP1可能是FoSkn7的靶基因并参与了Foc4抗外源氧化胁迫。     

大豆胞囊线虫胁迫下GmCHS基因表达及异黄酮含量变化分析

异黄酮作为植保素,在生物因素、非生物因素的胁迫下,都发挥着重要抗逆作用,而查尔酮合成酶(CHS)是异黄酮形成途径中的关键位点,为研究GmCHS在大豆胞囊线虫胁迫下的响应表达,以便进一步揭示大豆抗大豆胞囊线虫的分子机理,本研究选取抗病品种灰皮支黑豆和感病品种Williams 82,在大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫后的不同时期检测CHS5、CHS7、CHS8、CHS9基因的表达,并测定其下游产物异黄酮成分中的大豆苷元和黄豆黄素的含量.结果显示:感病品种中CHS5、CHS7、CHS8、CHS9基因的相对表达量变化程度较抗病品种小.胁迫5d时,抗病品种中4个查尔酮合成酶基因均明显上调表达,与实验室前期大豆转录组测序中CHS7、CHS8均上调表达结果一致.进一步对两个品种主要异黄酮成分含量的检测结果表明,大豆苷元相较于黄豆黄素在大豆胞囊线虫胁迫下响应更加敏感,其中大豆苷元在Williams 82无响应,而在灰皮支黑豆接种5,10,15 d均出现了显著差异,可见异黄酮中的大豆苷元很可能是响应大豆胞囊线虫胁迫的重要成分之一.因此,初步认为CHS基因在抗大豆胞囊线虫的抗性机制中具有重要作用.     

龙眼类受体蛋白激酶CRK家族全基因组鉴定及表达调控分析

为了解龙眼富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶（cysteine-rich receptor-like kinase,CRK）家族的基本特征与功能,本研究采用生物信息学分析方法对筛选出的98个龙眼CRK基因家族的成员进行分析鉴定,包括分子进化树的构建和对蛋白结构域及其特性、启动子及其顺式作用元件、体胚发生的过程以及组织器官特异性表达的分析。结果显示：通过对龙眼和拟南芥CRK基因做进化树分析,可根据亲缘关系的远近将其分为7个亚家族;不同亚家族成员的蛋白质特性（氨基酸数量、相对分子质量、等电点、信号肽及糖基化位点）有所不同;各成员基因结构特性,启动子顺式作用元件,蛋白结构域特性等与进化树中家族成员亲缘关系的远近相关;98个CRK家族成员在体胚发生过程（NEC、EC、ICpEC、GE）以及生长发育过程中组织器官特异性表达情况有所不同,其中在非胚性愈伤组织以及幼果中表达量较高,在种子和果实中几乎未表达。此外,富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶在生物胁迫、非生物胁迫（抗病虫害、抗旱、抗寒、抗盐胁迫等）以及在植物生长发育过程中起着重要作用。     

大豆抗胞囊线虫的抗病育种及抗病基因的研究进展

大豆胞囊线虫病是世界大豆生产上的重要病害,给大豆生产造成巨大损失,种植抗病品种是防治大豆胞囊线虫病最经济有效的措施,国内外在大豆抗胞囊线虫病育种领域取得了较大进展。文中从抗胞囊线虫的抗源筛选、抗病育种和抗病基因3个方面综述了国内外的研究进展。     

茶叶多酚氧化酶的序列分析与结构预测

调用生物信息学方法对已在国际互联网上的生物数据库(DDBJ、Uni-Prot)注册的茶树多酚氧化酶基因的核酸及氨基酸序列进行分析,并对其组成成分、信号肽、跨膜拓扑结构域、疏水性/亲水性、蛋白质二级及三级结构进行预测与推断。结果表明:茶多酚氧化酶不具有信号肽,存在卷曲螺旋,为位于细胞质中的无跨膜的亲水性不稳定蛋白,无规则卷曲是其蛋白质结构的主要结构元件,α-螺旋与β-折叠分散于整个多肽链中,并存在2个结构功能域。     

大豆GmLecRlk基因耐盐功能分析

凝集素类受体蛋白激酶属于类受体蛋白激酶（RLKs）家族,在植物的抗病防御反应、生长发育、胞内信号传导以及非生物胁迫反应过程中发挥重要作用。实验室前期对过表达抗逆转录因子GmNFYB1大豆进行转录组测序,获得了差异表达基因GmLecRlk（Glyma.07G005700）,其开放阅读框长度为546 bp,编码181个氨基酸,蛋白结构域分析显示其含有两个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,属于一种G型凝集素类受体蛋白激酶。实时荧光定量PCR结果显示,GmLecRlk基因在大豆的根、茎、叶、荚中均有不同程度的表达,在根中表达量最高;200 mmol/LNaCl处理下,GmLecRlk 的mRNA丰度先降低后升高,在12 h时达到最高值,表明该基因参与大豆对盐胁迫的响应。利用发根农杆菌K599获得GmLecRlk过表达转基因发状根复合植株,在盐胁迫处理下,其存活率高于对照;在拟南芥中异源表达GmLecRlk基因,转基因拟南芥在盐胁迫处理下的萌发率、绿化率和根长均高于野生型拟南芥。综上所述,GmLecRlk参与大豆对盐胁迫的反应,过量表达基因能提高大豆和拟南芥的耐盐性,为培育和改良抗盐大豆新品种提供新的途径和理论指导。     

椰子ZF-HD基因家族的鉴定及生物信息学分析

ZF-HD蛋白是一类只存在于植物体内且含有锌指结构域的转录因子家族,其不仅能够调节植物的生长发育,且在植物响应逆境过程中也起着重要的作用。本研究通过比对已开发的椰子基因组数据,共鉴定出20个椰子ZF-HD蛋白。采用生物信息学的方法,对其基因结构、蛋白理化性质、蛋白质保守结构域、超二级结构、系统进化树及表达谱进行分析。结果显示：椰子ZF-HD蛋白多为碱性蛋白,且主要定位于细胞核、叶绿体及线粒体中。椰子ZF-HD基因家族可分为6个亚族,每个亚家族都具有相似的结构域和超二级结构。motif搜索分析显示,CoMIF亚族只含有锌指结构域保守序列,其他亚族均含有锌指结构域序列与同源异形盒结构域序列。表达谱分析显示,CoZHD18、CoZHD20在测序的各组织中表达较少,其他家族成员在各组织中的表达量具有差异性。     

大豆对胞囊线虫抗性遗传与分子标记研究进展

大豆胞囊线虫是一种世界性的病害.已经证明大豆对胞囊线虫的抗性受多个基因控制.但由于抗性鉴定工作量大、易受环境因素影响以及大豆胞囊线虫群体本身的异质性,各个研究者的结果差异很大,具有抗源和组合特异性.Riggs等建立的生理小种鉴定模式虽被广泛采用,但鉴别寄主中抗性基因的重叠引起研究者的争议.分子标记结合经典遗传试验定位了2个抗性基因位点rbg1和Rhg4,rhg1在抗性遗传中贡献较大且具有非小种专化抗性,对抗病育种和基因克隆有重要意义,在G连锁群上许多与rhg1紧密连锁的分子标记已经找到,并证明在抗性鉴定中有很大的利用价值.Rhg4位于A连锁群上,距离i位点0.35 cM,与1、3号小种抗性有关.     

黑龙江省东部地区大豆胞囊线虫防治技术研究

研究微生物磷钾制剂、生物型拌种剂、营养活化拌种剂等10种生物药剂,甲拌磷、克百威2种化学药剂和抗线品系、抗线2号、抗线4号3种抗线品种对黑龙江省大豆胞囊线虫病的防治效果及对大豆生育性状的影响,试验结果表明,微生物磷钾制剂防治大豆胞囊线虫病效果最好,芽孢杆菌对大豆胞囊线虫病无效;3个抗线品种对大豆胞囊线虫病的防治效果较好,其中抗线品系防治效果最好,依次是抗线2号、抗线4号.     

生物间遗传学原理在小黑豆类型品种抗胞囊线虫基因归类中的应用

采用生的间遗传学方法对哈尔滨中黑豆，长粒黑豆，小粒黑豆，磨石黑豆和连毛会黑豆与胞囊线虫１，２，３，４，５，９，１２和１４号生理小种相互关系进行了研究。试验结果表明，长粒黑豆品种与已知抗病因基因的Ｐｅｋｉｎｇ含有相同的抗病基因，哈尔滨小黑豆与ＰＩ９０７６３含有相同的基因，小粒黑豆比ＰＩ９０７６３多含抗大豆胞囊线虫１４号小种的基因，磨石黑豆比ＰＩ８８７８８缺少抗线虫１４号小种的基因。连毛会仅含有抗线虫     

大豆胞囊线虫病抗性候选基因GmRSCN-6 克隆与表达分析

大豆胞囊线虫病（Heterodera glycines，Soybean cyst nematode，SCN）是世界性大豆病害之一，具有致病力 强、传播范围广、休眠体（胞囊）存活时间长等特点。因此，大豆胞囊线虫病极难防治。筛选并利用抗病基因是加快 大豆抗线育种进程的有效途径之一。本文以东农L-10为材料，克隆GmRSCN-6 基因并分析GmRSCN-6蛋白的性 质，同时对该基因在抗感病品种进行表达分析。结果表明GmRSCN-6 在SCN3号生理小种侵染10 d内逐渐上调表 达。3 d时表达量出现小高峰，推测GmRSCN-6 基因响应SCN3号生理小种入侵信号，10 d时GmRSCN-6 基因的表达 量达到最大，且抗病品种中的表达量远高于感病品种，表明GmRSCN-6 基因参与大豆胞囊线虫病3号生理小种抗性 反应。     

中国大豆胞囊线虫抗源筛选及抗病育种研究进展

大豆胞囊线虫病是大豆生产上，危害最大且发生最普遍的病害，对大豆产量影响极大。应用抗病品种是防治大豆胞囊线虫病最经济有效的措施，介绍了我国大豆胞囊线虫抗源筛选及抗病育种的研究进展。     

中国大豆种质资源抗大豆孢囊线虫5号生理小种鉴定研究

１９９２－１９９５年,应用田间自然病圃和病土盆栽鉴定方法,对黑龙江,河北,山东,安徽,福建和广东等２１个省市保存的３３９１份栽培大豆和１６９份野生大豆种质资源进行了抗大豆孢囊线虫５号生理小种的抗性鉴定。     

黑龙江省大豆孢囊线虫（Heterod erag lyicines）生理小种分布的研究

本课题组对黑龙江省６５个市、县土样中存在的孢囊线虫，利用国际上通用的一套鉴别寄主，进行小种鉴定，共鉴定出６３个市县的孢囊线虫为３号小种，１个县为６号小种，１个县为７号小种，基本明确了黑龙江省大豆孢囊线虫生理小种类型与分布，为我省的抗线虫品种选育与合理布局提供了科学依据。     

黄、淮、海地区大豆种质资源对大豆孢囊线虫1号生理小种的抗性鉴定研究

1986～1990年期间,在大豆孢囊线虫1号生理小种严重发生的地块(辽宁省康平县),对来自黄、淮、海大豆产区的7,772份大豆种质资源进行抗性鉴定。结果表现免疫的品种(根上无孢囊)8份,抗病的69份,这些品种多是黑色种皮。     

大豆孢囊线虫3号小种抗性资源的持久抗性研究

１９９２￣１９９５年，应用田间自然发病重复鉴定、不同省份异地鉴定和人工接种卵悬浮液的多年多点鉴定方法，对４０份大豆孢囊线虫３号小种的抗性资源：其中免疫的１２份，抗病的２８份，进一步做持久抗性研究。结果原对３号小种免疫的１２份资源有１１份仍表现免疫，１份表现抗病；原来抗病的２８份资源仍全部表现抗病。鉴定结果表明参试的抗性资源抗性持久稳定，可供抗病育种应用。