大豆花叶病毒(SMV)株系SC4和SC8的抗性遗传分析

选用我国黄淮和长江流域大豆产区发生频繁的SMV株系SC4和SC8,利用大豆抗病材料和感病材料配制抗感和抗抗杂交组合,研究抗病材料对SC4和SC8株系的遗传方式以及不同大豆材料对SMV抗性基因位点间的等位性关系。结果表明, 接种SC4株系后,由冀LD42、徐豆1号、跃进4号、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的9个抗感组合的F₁均表现抗病,经卡方测验, F₂抗感分离比例3∶1,F_2:3家系分离比例为1(抗)∶2(分离)∶1(感),表明这些抗源均有1对基因控制对SC4株系的抗性,且抗病表现为显性;5个抗抗组合的F₁均表现抗病,F₂群体分离比例15(抗)∶1(感),表明大白麻与汾豆56、科丰1号和齐黄1号携带抗SC4的基因是不等位的,冀LD42与汾豆56,晋大74与中作229是不等位的。接种SC8株系后,用齐黄1号、中作229、NY58、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的抗感组合杂交后代分离符合1对基因的分离比例且F₁均表现抗病,说明这些品种对SC8株系的抗性也均由1对显性基因控制。抗抗组合晋大74×汾豆56接种SC8株系后的F₂群体全部表现抗病,F_2:3家系没有抗感分离,表明抗病品种晋大74与汾豆56携带的抗病基因是等位的;齐黄1号×科丰1号、大白麻×汾豆56的F₂群体分离比例15(抗)∶1(感),表明抗病亲本齐黄1号与科丰1号、大白麻与汾豆56携带抗SC8的基因是不等位的,而且独立遗传。     

大豆对大豆花叶病毒株系SC6和SC17抗病基因的精细定位

针对我国北方和长江流域大豆产区广泛分布的SMV株系SC6和SC17,利用2个抗病大豆品种Q0926和中豆35分别与感病品种南农1138-2和南农菜豆5号配制2个抗感杂交组合Q0926×南农1138-2和中豆35×南农菜豆5号以及一个抗抗组合Q0926×中豆35,研究3个组合的F₁、F₂、F_2:3抗性遗传规律,探讨Q0926对SC6和中豆35对SC17及2个抗病品种对同一SMV株系抗性基因的等位关系,并对大豆对2个株系的抗病基因进行了标记定位。结果显示,Q0926×南农1138-2和中豆35×南农菜豆5号2个抗感杂交组合在分别接种SC6和SC17后,F₁表现抗病,F₂呈3抗∶1感分离比例,F_2:3家系呈1抗∶2分离∶1感病的分离比率,表明Q0926对SC6和中豆35对SC17的抗病性分别由1对显性基因控制;抗抗组合Q0926×中豆35的F₁和F₂在接种2个株系后均未发现感病单株,表明Q0926与中豆35对SC6和SC17株系的抗病基因分别是等位或紧密连锁的。分别利用2个抗感组合的F₂和F_2:3群体对2个抗病基因的定位结果显示,第2染色体上的25个SSR标记与抗SC6的基因R_SC6连锁,最近的2个标记与抗性基因R_SC6的排列次序和遗传距离为BARCSOYSSR_02_0617(0.775 cM)-R_SC6-BARCSOYSSR_02_0621(0.519 cM);第2染色体上的38个SSR标记与抗SC17的基因R_SC17连锁。最近的2个标记与抗性基因R_SC17的排列次序和遗传距离为BARCSOYSSR_02_0622(0.264 cM)-R_SC17-BARCSOYSSR_02_0627(0.262 cM),其对应的物理区间分别为52 kb和60 kb。抗性遗传研究为抗大豆花叶病毒育种的亲本选配、后代选择提供了理论指导,抗性基因的标记定位研究为抗性基因的分子标记辅助选择和抗病基因的图位克隆奠定了基础。     

大豆广谱抗源对SMV优势株系的抗性遗传和等位性分析

为了研究大豆广谱抗源对我国大豆花叶病毒优势株系SC3和SC7的遗传方式及抗源材料对SMV抗性基因间的等位性关系,利用广谱抗源科丰1号和齐黄1号与感病材料南农1138-2配制抗感及抗抗杂交组合,通过人工摩擦接种法进行鉴定。结果发现,接种株系SC3和SC7后,科丰1号和齐黄1号与南农1138-2配制抗感组合的F1均表现抗病,经卡方测验,F2抗感分离比例符合3∶1,F2∶3家系分离比例为1(抗)∶2(分离)∶1(感),说明这2个广谱抗源均有1对显性基因控制株系SC3和SC7的抗性;等位性测验结果表明2个抗抗组合的F1对SC3和SC7优势株系均表现抗病,F2分离比符合15(抗)∶1(感),说明科丰1号和齐黄1号对株系SC3和SC7的抗性基因不等位且独立遗传。进一步分析2个广谱抗源携带的抗性基因可以发现,科丰1号对株系SC3的抗性基因RSC3和齐黄1号对SC7株系的抗性基因RSC7Q可能位于大豆的2号和13号染色体上,为利用大豆广谱抗源进行抗SMV育种奠定了很好的基础。     

大豆引进种质抗胞囊线虫病、抗花叶病毒病和耐盐基因型鉴定及优异等位基因聚合种质筛选

我国从美国、俄罗斯、日本等26个国家或地区共引进大豆种质3218份, 仅对部分种质进行了大豆胞囊线虫病(Soybean cyst nematode, SCN)、大豆花叶病毒病(Soybean mosaic virus, SMV)和盐敏感性的抗性鉴定, 但基因型的系统分析尚未见报道。本研究针对大豆抗胞囊线虫病3个基因(rhg1、Rhg4、SCN3-11)和耐盐基因(GmSALT3)开发KASP标记5个, 结合与大豆花叶病毒抗性相关的1个SCAR标记(SCN11), 对1489份大豆引进种质进行基因型鉴定。结果表明, 具有优异等位基因的种质共1084份; 携带3个位点优异等位基因的种质19份, 包括抗胞囊线虫病3个位点(rhg1、Rhg4、SCN3-11)叠加(Peking型)种质3份, 聚合抗胞囊线虫病基因和抗花叶病毒病标记7份, 聚合抗胞囊线虫病和耐盐基因2份, 聚合抗胞囊线虫病、抗花叶病毒病和耐盐基因7份; 携带4个位点优异等位基因的种质9份, 包括聚合抗胞囊线虫病基因和抗花叶病毒病标记6份, 聚合抗胞囊线虫病和耐盐基因2份, 聚合抗胞囊线虫病、抗花叶病毒病和耐盐7份; 携带5个位点优异等位基因8份, 聚合了抗胞囊线虫病、抗花叶病毒病和耐盐优异等位变异。在这些携带优异等位变异的种质中, 44份已由前人证明具有相应的抗性。携带3个或3个以上优异等位基因的36份种质中, 有52.78%种质的一种或两种特性已被报道。在不携带抗性优异等位变异的种质中, 93份已证明有耐盐性或对SMV3号株系抗性, 这些种质可能存在新的抗性(等位)基因。本研究利用高通量分子标记筛选出的携带抗病、抗逆优异等位基因的种质为我国大豆资源表型鉴定、抗源的快速筛选及利用提供理论依据和新思路。     

水稻白叶枯病(Xanthom onas campestris pv.oryzae)抗性遗传研究 Ⅲ.两个成株抗性基因X_a-6与X_a-3的等位性分析

研究了两个品种早生爱国3号和辛尼斯对菲律宾水稻白叶枯病菌4个生理小种、日本小种1和我国菌株的成株抗性遗传和抗性基因的等位关系。这两个抗病品种与感病品种沈农1033杂交所得的 F_1、F_2和 B_1F_1群体的成株抗性反应,表明它们均携有一对显性基因。将早生爱国3号同辛尼斯杂交进行直接等位性测定,并将邳早15和蚌珠芒分别与辛     

大豆对SMV抗侵染与抗扩展的遗传分析

大豆花叶病毒（SMV）抗性研究最早着重于系统病症,后来发现感病材料还存在发病程度上的遗传差异,抗侵染与抗扩展并不相同,从而鉴别出一批具不同类型抗性的抗源。本研究利用抗侵染和抗扩展品种（系）配置10个不同类型杂交组合,在分别接种Sa或SC8株系条件下,研究两类抗性的遗传模式。结果表明,大豆对大豆花叶病毒抗侵染和抗扩展分属不同遗传体系,抗侵染由一对主基因控制,抗病对感病表现为显性;抗扩展由一对加性主基因+加性-显性多基因控制,F₂代主基因和多基因遗传率分别为23.91%~74.97% 和18.43%~37.04%,F_2∶3代主基因和多基因遗传率分别为49.46%~82.42% 和17.42%~39.93%,抗性大小依亲本而异。两类抗性都有育种价值。因中抗×高感组合的遗传率明显低于高感×高抗组合,抗扩展育种应尽量选择抗性强的品种作亲本。     

9个水稻品种对水稻白叶枯病(Xant homonas oryzae pv.oryzae)的抗性遗传研究

研究了8个籼稻抗病品种川植4号、川植5号、三黄占2号、二九丰、扬稻1号、75—34、83007、NT02和1个粳稻抗病品种湘虎25对水稻白叶枯病菌系P1、HB84-17或T_1的抗性遗传.这些抗病品种分别与感病品种沈农1033或金刚30杂交,所得的F_1、F_2和B_1F_1群体的抗性反应,表明8个籼稻品种对P_1和HB84-l7的全生育期抗性均由一对不完全显性的基因控制,该抗性基因与Xa-4是等位的;粳稻品种湘虎25的成株抗性则由一对显性基因控制,该基因与Xa-3相等位.     

若干杂交稻组合对褐稻虱的抗性遗传测定

1984～1986年,用168个对褐稻虱抗性1～3级的东南亚血缘的水稻品种和38个抗性7～9级的品种作父本,用野败型不育系珍汕97A及红莲型不育系青四矮A作母本,组配303个组合。鉴定结果,抗性1～3级的组合共11个仅占3.6％,其中汕优早(珍汕97A×外选35)抗性3级,多抗性,丰产性较好,有推广价值;抗性5级丰产性又较好的组合有7个;抗性7～9级有262个。这些F_1各具不同的遗传背景,符合抗性遗传规律。试验结果认为:直接应用外引抗源组配成抗性组合,成功的可能很少。只有将抗性基因导入母本或将含有Bph_5或Bph_6显性抗性基因,能抗多个褐稻虱生物型的种质资源,进行广泛杂交,育成新的抗性品种再作恢复系或保持系才有可能组配出更多的抗褐稻虱的杂交稻组合。     

转CP4-EPSPs基因大豆杂交后代对草甘膦的抗性水平与遗传背景的相关性

第一代抗草甘膦转CP4-EPSPs基因大豆GTS40-3-2是国际上应用时间最长、种植面积最大的转基因作物。本文以6份GTS40-3-2衍生的抗草甘膦转基因大豆新品系为亲本,配制4个杂交组合,利用抗性分级法和相对株高法鉴定杂交亲本及其F_(2:3)子代对草甘膦的耐受性差异,分析其抗性水平与遗传背景的相关性。结果表明,以1230 g a.i.hm~(–2)草甘膦喷施处理时,转基因亲本及其F_(2:3)子代的苗期生长受草甘膦抑制不显著,而当喷施浓度提高至3690 g a.i.hm~(–2)和4920 g a.i.hm~(–2)时则抑制作用显著。供试的6个杂交亲本中以ZLHJ06-1568、ZLHJ10-713和ZLHJ06-698对草甘膦的耐受性相对较强,而4个F_(2:3)组合中以ZLHJ10-713×ZLHJ06-698后代在草甘膦喷施后株高受抑制最小,对草甘膦耐受性最强。不同组合后代对草甘膦的耐受性普遍优于其双亲,呈现出杂种优势。各组合后代与亲本之间对草甘膦的耐受性均呈正相关,但由于亲本间互作效应的不同,导致后代抗性水平产生差异。本研究表明草甘膦抗性基因CP4-EPSPs在大豆中的表达水平与其遗传背景相关联,为利用转基因大豆新种质培育转基因大豆新品种过程中目标基因的定向选择提供了参考依据。     

小麦核质互作抗条锈类型的发现及其遗传机制分析

在西宁小麦“天然锈病圃”,辅以人工接种天然锈菌的条件下,杂交组合冬独1号/运83—2正反交F_2对条锈抗性显著不同。正交抗性分离,反交全部感病4级。3个冬独1号作母本的组合,F_2抗条锈分离;3个冬独1号作父本的组合,F_2全部感病4级。表明冬独1号的抗条锈性具有显著的细胞质遗传特点。对冬独1号/津丰1号F_2抗条锈分离研究结果是,其抗感比经X~2测验符合孟德尔一对显性基因3:1的分离规律(P>0.8)。其互作遗传方式遵循孟德尔规律。     

Marker-assisted identification of resistance genes to soybean mosaic virus in soybean lines

Soybean plants react differentially to soybean mosaic virus (SMV) strains because of interactions among different resistant genes in the soybean genome. Three independent genes resistant to SMV have been identified by inheritance studies and linkage analyses. To develop durable SMV-resistant soybean cultivars, it is necessary to determine which soybean SMV resistance genes can be readily transferred from resistant to susceptible cultivars in a breeding system. Here, we report the type and number of resistance gene(s) in four Korean elite soybean cultivars using a combination of disease reaction symptoms, inheritance studies, and molecular marker mappings. The disease reactions of Sowonkong and Keunolkong soybean varietals in response to infection with SMV strains suggested that both cultivars most likely harbor the Rsv1 gene similar to that in York. Subsequent inheritance studies confirmed that Sowonkong has the Rsv1 gene. The inheritance studies suggested that Sinpaldalkong harbored the Rsv1 gene, which was then confirmed by molecular marker mapping. The inheritance studies also suggested that Jinpumkong 2, which is the most resistant to SMV infection among the four cultivars, contained the Rsv1 and Rsv3 genes; this was confirmed by molecular marker mapping. Our approach, which combined inheritance studies and molecular linkage analyses, allowed the efficient identification of resistance gene(s) in four Korean soybean cultivars.     

河北省推广大豆品种对六个SMV株系的抗性鉴定

为调查河北省推广大豆对大豆花叶病毒的抗性情况,本研究对9份大豆品种,包括高蛋白品种:冀豆12号,冀豆7号;高油品种:冀黄13号,nf37,nf58;兼性品种:冀豆15号,鉴15;以及无腥大豆品种:五星1号,五星2号,均采用人工汁液摩擦法分别接种6个SMV株系进行抗性鉴定。鉴定结果表明,五星1号、冀豆12号和五星2号是3个较理想的抗SMV品种,适合推广种植。     

冀豆系列品种抗病基因型分子推断

大豆花叶病毒病(SMV)和大豆孢囊线虫病(SCN)是危害大豆生产的重要病害。本试验以冀豆系列14个品种为材料,利用RAPD和SCAR标记技术对其进行了大豆花叶病毒病和孢囊线虫病的抗病基因型分析,以寻找可供在大豆生产和育种中利用的抗源。所用引物为重复性较好的OPL_07,OPAO_19和SCW_05。通过分析,我们初步推断冀豆4号和五星一号同时具有大豆花叶病毒SC和Sa两种株系的抗性基因,其中五星一号既具有大豆花叶病毒病抗性基因同时还具有大豆孢囊线虫病抗性基因,可推荐作为大豆生产和育种中优先选用的抗源材料。     

国内部分新品种对大豆花叶病毒抗性的鉴定

对2004-2006年度参加国家或部分省(市)区域试验的193个新选育的大豆品种进行了针对大豆花叶病毒主要流行株系SC-3和SC-7的抗性鉴定。结果表明:中作119、东大2号、中作017020、中作00-683、03鉴31等20个品种对2个株系都表现为抗侵染,约占参试品种总数10%;铁豆37、东大4号、铁96001-7、密选2号、东大7号等36个品种对SC-3株系表现为抗侵染,占参试品种总数的19%;晋遗46号、徐9302-186、晋遗39号、石豆412 4个大豆品种对SC-7株系表现为抗侵染,占参试品种总数的2%。除此之外,鲁9594-3、浙4074、中作J4015,汾豆72等品种虽然对2个株系表现为系统感染,但病情指数相对较低,表明这些品种对于大豆花叶病毒的扩展有一定抗性。这些不同类型的抗性品种既可用于大豆生产,也可作为抗源用于抗病新品种选育和与抗性相关的研究。     

农杆菌介导的RNAi CP基因在大豆中的转化

花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病是大豆主要病害之一,生产上常采用种植抗性品种方法来防治。本研究以RNA干扰花叶病毒衣壳蛋白(coat protein, CP)基因为表达载体,Bar基因作为筛选标记基因,成熟子叶节为外植体,采用农杆菌介导法获得了22株T₀代转基因大豆生根苗,经草丁膦涂抹、Bar试纸条和PCR法鉴定,获得RNAi CP转基因植株18株;对转基因植株T₁代的遗传分析表明,外源基因能够稳定遗传到下一代且符合孟德尔遗传规律;T₁代Southern杂交表明,导入的干扰片段为单拷贝;花叶病毒摩擦接种表明RNAi CP转基因大豆植株具有抗花叶病毒特性;摩擦接种后3周,DAS-ELISA检测进一步表明,RNAi CP转基因植株花叶病毒检出率仅为7.69%,而非转基因植株为100%。这表明RNAi花叶病毒CP基因可用于抗大豆花叶病毒的研究。     

RNAi介导SMV-P3基因沉默增强大豆对花叶病毒病的抗性

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病是我国各大豆主产区最重要的病害之一,严重影响大豆产量和籽粒外观品质。培育抗病品种是防治该病最经济有效的措施。本研究基于植物介导RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术,将编码参与SMV运动和影响宿主域范围的P3蛋白基因RNAi片段导入栽培大豆品种,研究RNAi介导SMV-P3基因沉默对大豆抗SMV的影响。Southern杂交检测结果表明,外源RNAi片段以低拷贝的形式(1~4个)整合至大豆基因组中。对T1~T3代转基因大豆喷施除草剂和PCR鉴定结果表明,外源T-DNA插入片段在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。对T2和T3代转基因大豆接种SMV鉴定结果表明,转基因大豆对我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3较非转基因对照受体品种Williams 82和SN9的抗性水平显著提高,病情指数降低至4.37%~18.51%,且抗性能够稳定遗传。综上所述,RNAi介导SM-P3基因沉默能够显著提高转基因大豆对SMV的抗性水平。     

重组型大豆花叶病毒河北分离物序列特征及侵染性

重组型大豆花叶病毒(recombined soybean mosaic virus,SMV-R)是一种新SMV类型,在我国多个大豆产区广泛流行。本研究对一个重组型SMV河北分离物(HB-RS)进行全基因组测序,比较与非重组型SMV在侵染4个大豆品种后病毒浓度积累的差异。结果显示,除poly-A尾巴外,HB-RS(NCBI登录号为KR065437)由9993个核苷酸组成,包含一个开放阅读框(open reading frame,ORF),翻译后形成3202个氨基酸,系统进化分析结果显示HB-RS分离物与另外两个重组型SMV分离物聚在一组。抗性鉴定结果显示,4个品种对HB-RS和Sc6平均病情指数分别为59.5和60.5,相同大豆品种对不同的株系(分离物)可能呈现不同的症状和抗性表现,其中冀豆17对Sc6和HB-RS分别表现高抗和中抗,表明大豆对SMV的抗性存在一定的株系(分离物)专化性。此外,HB-RS在4个品种中的浓度积累均高于Sc6,在南农1138-2病毒浓度最高,达522 U,其次为五星1号(471 U)和冀黄13(199 U),最低为冀豆17,仅90 U。说明HB-RS在寄主体内更具有生存适应性,不同品种对SMV存在抗性差异。冀豆17可作为抗性品种和亲本进一步推广。