胞囊线虫侵染抗感大豆品种后根系谷胱甘肽代谢水平差异研究

以大豆胞囊线虫3号生理小种抗性品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和感病品种辽豆15为材料,室内人工接种大豆胞囊线虫,检测抗、感品种侵染后二龄幼虫数量变化及根内活性氧变化,利用Real-Time Quantitative PCR分析了在大豆胞囊线虫3号生理小种互作下谷胱甘肽代谢途径相关基因在抗感大豆品种根内的相对表达量变化情况。结果表明:接种后第5天,抗感品种根内幼虫的数量大致相同;第15天,在灰皮支黑豆中,根内线虫幼虫数量减少;辽豆15根内H2O2含量始终略高于灰皮支黑豆;大豆胞囊线虫侵染后,谷氨酰胺半胱氨酸连接酶基因接种后3个时期的表达均上调;而谷胱甘肽合成酶基因在感病品种和抗病品种中处理组呈现了不同的表达趋势,尤其在接种15 d,在抗病品种灰皮支黑豆中表达下调,而在感病对照中表达上调;H型谷胱甘肽合成酶基因在抗性品种灰皮支黑豆中下调,说明谷胱甘肽相关基因的减少和下调在抗病品种灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫的抗性呈正相关,导致大豆根系的氧化性增强,从而不利于大豆胞囊线虫的定殖和发育。     

大豆肌醇加氧酶基因响应线虫胁迫的表达分析

肌醇加氧酶通常与植物细胞壁的合成以及诱导合胞体发育相关。为确定大豆胞囊线虫侵染大豆根部后,肌醇加氧酶基因表达水平的变化,以感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆、哈尔滨小黑豆和小粒黑豆为试验材料,在人工接种大豆胞囊线虫3号生理小种后,利用实时荧光定量PCR检测肌醇加氧酶家族基因表达量。结果表明,抗病品种中GmMIOX2基因均在接种后5d表达量达到最大,而感病品种变化并不明显。GmMIOX4基因在抗病品种灰皮支黑豆、哈尔滨小黑豆和小粒黑豆中表达量分别在接种后5d,20d和10d显著高于感病品种的表达量。表明GmMIOX2和GmMIOX4基因与大豆胞囊线虫发育调控相关。通过扩增Gm MIOX基因的CDS序列,构建GFP融合表达载体p CAMBIA1303-MIOX2和p CAMBIA1303-MIOX4,农杆菌浸润法注射本氏烟叶片进行亚细胞定位观察,GmMIOX2蛋白主要分布在细胞膜,GmMIOX4蛋白主要分布在细胞质和细胞膜。生物信息学分析表明,GmMIOX2和GmMIOX4蛋白结构域主要由α螺旋构成,蛋白序列进化分析发现GmMIOX2和GmMIOX4分别与拟南芥At MIOX1、At MIOX4亲缘性较近。     

抗病基因对大豆胞囊线虫3号生理小种的选择作用

为了解育成抗病品种抗性稳定性及胞囊线虫生理小种侵染力的变异,于2005～2008年,应用黑龙江省发生的大豆胞囊线虫3号生理小种及已经通过鉴定的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的品种,哈尔滨小黑豆、灰皮支等8个品种和感病对照品种Lee68为材料,进行抗病基凶对大豆胞囊线虫3号生理小种选择作用研究.在盆栽条件下,强迫大豆胞囊线虫3号生理小种的群体在抗病品种上繁殖10代,选用5个标准鉴定大豆胞囊线虫生理小种的鉴别品种,重新鉴定经抗病基因选择后的大豆胞囊线虫的生理小种类型.结果表明:原来为3号生理小种的线虫群体,经在抗病品种抗线虫1号、抗线虫2号、抗线虫3号、抗线虫4号、抗线虫5号上连续选择10代之后,变为6号小种;经在厌皮支黑豆上选择之后变为10号小种;经在Peking上选择之后变为14号小种,经在哈尔滨小黑豆上选择之后变为15号小种.上述鉴定结果说明,原大豆胞囊线虫生理种群体,经过在抗病品种上连续强迫繁殖后,形成新的生理小种,并使原扰病品种变为感染品种,认为在生产上采用轮作方式是保持抗线品种抗性稳定性的有效途径.     

大豆胰蛋白酶抑制剂与大豆抗大豆胞囊线虫的关系

对大豆胞囊线虫3号小种的抗病品种Hartwig和小粒黑豆,感病品种辽豆15和中黄28分别接种线虫,检测大豆根系中大豆胰蛋白酶抑制剂的表达量对大豆抗胞囊线虫的抗性.经过胰蛋白酶抑制剂活性测定结果表明,接种大豆胞囊线虫的抗感品种的大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)表达量明显高于未接种的品种,各个品种的STI表达量也不同.说明大豆胰蛋白酶抑制剂参与抗病过程.但是各个品种的变化趋势并不相同,表明抵御线虫的抗病作用机制存在品种间差异.     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制

以抗感大豆胞囊线虫3号生理小种品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和辽豆15为材料,室内人工接种大豆胞囊线虫,接种后5、10、15、20、25、30 d取样,测定抗感品种接种与未接种根内丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量的动态变化,初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制.结果表明:大豆受大豆胞囊线虫侵染后,抗病品种灰皮支黑豆根内丙二醛(MDA)、可溶性糖含量低于感病品种辽豆15,而可溶性蛋白含量高于感病品种辽豆15.     

大豆胞囊线虫病研究进展（续三）

(上接续二) 也有研究认为大豆胞囊线虫侵入大豆8h后,抗病品种Centennial根内有大豆素Ⅰ在线虫头部周围积累,而感病品种Ransom则没有大豆素积累,认为大豆素可能是大豆抗大豆胞囊线虫的一种机制(吴海燕等,2001).乔燕祥等(1999)认为防御酶活性与病原物侵染植物有关.乔燕祥等研究了大豆抗源抗大豆胞囊线虫过程中过氧化物酶(POD)活性和酶谱变化认为,在大豆胞囊线虫侵染高峰期(30～35d)高抗抗源体内POD酶活性最强,酶谱着色较深,而感病品种在侵染高峰期POD酶活性降至最低值,并且有一些酶带受损甚至消失.     

线虫胁迫下大豆钙调蛋白基因的表达分析

为明确受到大豆胞囊线虫侵染后大豆根部钙调蛋白基因的表达水平,以感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆(ZDD2315)为材料,分别在接种线虫(SCN3)1d,3d,5d,9d,15d,20d取样,提取接种和未接种的大豆根部总RNA,利用实时荧光定量PCR检测大豆钙调蛋白家族:SCaM1、SCaM2、SCaM3、SCaM4和SCaM5基因的表达量。通过扩增SCaM4基因编码区序列,构建与报告基因GFP融合表达的细胞定位检测载体p COMBIA1303-SCaM4,采用农杆菌介导的方法将其瞬时表达在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片上,激光共聚焦显微镜观察。结果表明无论是抗性品种灰皮支黑豆还是感病品种辽豆15,在线虫侵染后5个钙调蛋白基因的表达量都在接种后第5d达最大值,其中灰皮支黑豆SCaM4基因接种后表达量高达12.73,是未接种的1.85倍,为感病品种的1.96倍,初步认为SCaM4可能参与了灰皮支黑豆抗线虫的过程。亚细胞定位的结果表明SCaM4蛋白定位在细胞膜上。     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制研究

以抗、感大豆胞囊线虫4号生理小种的灰皮支黑豆和晋豆11为材料,人工接种胞囊线虫,在出苗后定期取样,测定抗、感品种接种与未接种处理根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性以及根系内丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基(O.2-)含量的动态变化,以初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制。结果表明,受大豆胞囊线虫4号生理小种侵染后,抗、感品种根系内PAL、SOD、POD、PPO酶活性均有增加,并且抗病品种根系酶活性增加相对较多,且持续时间长,而MDA和O.2-含量则在感病品种晋豆11中明显升高。在抗病品种根系中,接种前后MDA和O.2-含量变化不大。表明抗病品种比感病品种具有更强的防御能力和抗膜脂过氧化能力。     

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。     

基因拷贝数变异分析法研究大豆胞囊线虫病抗性位点qSCN3-3抗性相关基因

基因拷贝数变异(CNVs)是引起大豆品种对胞囊线虫抗性差异的因素之一,以抗大豆胞囊线虫病种质东农L~(-1)0以及感病种质黑农37、绥农10和绥农14为试验材料,利用实时荧光定量PCR法对大豆胞囊线虫抗性QTL位点qscn3-3内27个编码基因进行拷贝数变异分析,F测验表明15个目的基因在不同品种间存在拷贝数变异;抗感病品种PCR产物丰度相对值分析结果表明9个目的基因拷贝数在抗感病种质间存在显著的差异,推测其功能是通过编码抗病蛋白和富亮氨酸蛋白来实现大豆对大豆胞囊线虫相关抗性。     

胞囊线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异研究

为明确对大豆胞囊线虫病具有不同抗性的小黑豆品种的抗性机制,利用石蜡切片技术对线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异进行了研究。结果表明:在侵染初期,抗感品种侵入根内的线虫数量没有明显差异,抗病品种形成合胞体的时间要早于感病品种辽豆15,哈尔滨小黑豆较早地在中柱内形成了合胞体,抗侵入能力较弱。随着线虫的侵染,抗病品种逐渐形成过敏性坏死反应,阻止线虫发育使根内形成非常少量的雌虫,其中灰皮支黑豆根内几乎没有雌虫形成,抗发育能力最强。感病品种辽豆15根内没有发生过敏性坏死反应形成了大量雌虫。在寄主维管束中,侵染后期中柱内形成的合胞体会使感病品种辽豆15木质部外移,根内导管数量减少,不利于水分运输的安全性。而3个抗病品种小黑豆的木质部组织结构没有发生病变,利于大豆的正常生长。     

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...     

不同大豆品种根系对大豆胞囊线虫趋化性的影响

以4种不同抗性大豆品种为试材,研究了离体大豆胞囊线虫二龄幼虫对不同抗性大豆品种幼根和不同时期根系分泌物的趋化性.结果表明:在不同抗性不同苗龄大豆根系分泌物作用下,二龄幼虫在根系分泌物周围0～1 cm区间内的分布存在明显差异.感病品种辽豆10在根系分泌物周围0～1 cm区间内的平均分布率最高,达到12.21%,最高峰出现在6 d苗龄.而灰皮支黑豆等抗病品种对二龄幼虫的吸引高峰均出现在大豆出苗18 d后.研究二龄幼虫对离体幼根的趋性时发现,感病品种辽豆10的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有强烈的吸引性,而抗病品种灰皮支黑豆的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有排斥作用.     

抗感大豆品种接种胞囊线虫后根部异黄酮含量变化

本文通过对2个抗胞囊线虫大豆品种(灰皮支黑豆和五寨黑豆)和2个感胞囊线虫大豆品种(中黄13和中黄35)接种胞囊线虫4号小种(SCN4)后的异黄酮含量变化分析,初步探索异黄酮在大豆对胞囊线虫抗性中的作用。结果表明,4个抗感大豆品种接种SCN4后根部异黄酮含量均诱导增加,但诱导增加程度不同,除灰皮支黑豆外,其他3个品种的异黄酮含量相比对照均显著升高。两个抗病品种的异黄酮诱导模式也不同,表明大豆对胞囊线虫的抗性可能存在多种机制,异黄酮可能参与其中的部分抗性机制。     

不同抗性的大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体动态的影响

对不同抗性的大豆品种与大豆胞囊线虫的田间动态关系的研究。研究结果表明，不同抗性大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体均有较大的影响。感病品种辽豆10根际中J2含量在5月24日达高峰，每100ml土壤中60.4条，而抗病品种Peking根际与休闲地中J2的变化趋势相似；胞囊量在6月6日有一高峰，为23.3个/100ml土；抗病品种PI90763、哈尔滨小黑豆、应县小黑豆、Franklin根内的J2数量在5月24日达高峰，但从J2、J3、J4整体动态变化结果来看，可初步认为辽K89102为抗侵入品种，PI90763为抗发育品种，辽豆10和开育10是高感品种。     

抗大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3)核心种质代表性分析

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)病是大豆生产中最严重的病害,这种病害最好的防治措施就是培育抗性品种.然而,中国大多数大豆育成品种都不抗SCN3.为了有效的研究和利用中国的大豆抗胞囊线虫种质资源,将64份中国小黑豆品种(包括鉴别寄主)对现有的1、2、3、4、5、7、14号7个大豆胞囊线虫(Hererodera glycines)生理小种进行了抗性鉴定,应用SPSS统计系统软件将供试品种的抗病基因进行分类;同时调查了在田间根部感染SCN3的胞囊数量.结果表明:在相似距离为0.52时,将供试64个品种按含有抗感大豆胞囊线虫生理小种的抗性基因差异,可以划分为7大类.在田间连续5年(2003～2007)跟踪调查不同大豆根部侵染的胞囊量情况,平均胞囊量为0的有应县小黑豆等共18个品种;平均胞囊量为0.07的有哈尔滨小黑豆等共8个品种;平均胞囊量为0.13的有平顶山和茶豆;其它各品种的平均胞囊量均在0.13～6.00之间.综合上述试验结果以及各品种的农艺性状,选用等比例取样法构建了由16份种质资源组成的抗SCN3初选核心种质.抗SCN3初选核心种质的建立,为深入了解中国大豆抗性种质的遗传多样性、研究SCN3复杂抗性遗传变异规律和发掘新基因提供了合理的样本,同时将有助于加速抗病育种的进程,满足生产上的需要.     

大豆胞囊线虫病研究进展(续二)

(上接续一)6抗大豆胞囊线虫种质筛选和抗病品种培育6.1大豆种质抗大豆胞囊线虫筛选和鉴定1956年美国就开始进行抗大豆胞囊线虫资源筛选研究,在北卡罗莱纳对4000份材料鉴定后     

世界大豆生产和科研的进展(续四)

(接续三)生态学观点已经应用于对大豆胞囊线虫的研究中。例如,研究环境和基因型的互作,不仅可以提供防治大豆胞囊线虫的理论依据,而且也为抗性品系的筛选提供新思路。目前,美国对大豆胞囊线虫病与大豆猝死病(SDS)之间关系研究较为热门,Giammaria发现大豆胞囊线虫对于SDS的发病不是必需的,但是研究结果表明,赤霉菌(Fusarium)和大豆胞囊线虫共同接种可使SDS的发病更迅速和更严重。大田实验结果表明,大豆胞囊线虫感病品种对SDS的抗感性反应可以根据大豆胞囊线虫小种的致病性不同而不同,这也说明品种对大豆胞囊线虫的抗性与对SDS的抗性有…     

大豆对大豆胞囊线虫侵染的应答机制研究

大豆胞囊线虫病(Heterodera glycines,soybean cyst nematode,SCN)是大豆生产上的重要病害,其特点为危害重、分布广、难防治,每年对大豆生产造成极大的损失。种植大豆抗性新品种是防治SCN目前最为有效的措施,研究大豆对SCN侵染的应答机制,是培育大豆持久抗病品种的前提,对加快抗线虫品种选育及SCN的防控具有重要的意义。本文综述了大豆对SCN侵染的组织细胞学应答机制;介绍了大豆在SCN侵染后酶系变化及酚类代谢的生理生化应答机制;从分子水平阐明了SCN侵染后大豆的基因转录变化,差异蛋白及DNA甲基化的应答机制,以期为大豆胞囊线虫病害的进一步研究与防治提供参考。     

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.