大豆疫霉根腐病抗性研究进展

大豆疫霉根腐病由卵菌大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)侵染引起,是一种大豆生产上危害非常严重的病害。大豆对疫霉菌的抗性表现有2种,一种是由单位点显性基因Rps控制的完全抗性,对大豆疫霉菌小种具有特异性,另一种为多基因控制的部分抗性,由数量性状位点控制,对所有大豆疫霉菌小种具有广谱抗性。迄今已定位、鉴定了26个单位点Rps基因,分别分布在第2(1个)、3(12个)、10(1个)、13(4个)、16(2个)、17(1个)、18(4个)及19(1个)条染色体上。其中,Rps1k提供了最稳定的PRR抗性。尽管在Rps2等位点区域检测到了抗病基因簇,但至今仅从Rps1k位点分离出了功能基因Rps1k-1和Rps1k-2,二者均为CC-NBS-LRR类型基因,且在细胞内可重组形成Rps1k-3。单位点基因的PRR抗性一般能维持8~15年左右,QTL控制的PRR抗性则较稳定、持久。有待不断发现新的PRR抗性资源和鉴定新的抗性基因,以及阐明大豆抗PRR的遗传与分子机制以长期、有效地防治大豆PRR。本文主要针对大豆的PRR抗性研究,尤其是近年在多个新Rps基因的鉴定、相关基因组学(转录组学)、小RNA及蛋白质组学上的研究,以及影响大豆PRR抗性的基因功能鉴定等方面所取得的进展进行了综述。     

黄淮海地区大豆种质资源对疫霉根腐病的抗性鉴定

为系统鉴定黄淮海地区大豆种质资源对大豆疫霉根腐病的抗性,本研究采用改进的黄化苗下胚轴接种方法,利用8个大豆疫霉根腐病菌株对2017和2018年从黄淮海地区各育种单位收集的381个大豆品种(系)进行抗性鉴定。结果显示:22个品种(系)对超强毒力菌株PsJS2表现抗性,超过90%的品种(系)对弱毒力菌株Ps1、Ps3和Ps5均表现抗性。所有大豆品种(系)对8个菌株共产生36种反应型。将待鉴定品种(系)与鉴别寄主对8个大豆疫霉菌株的反应型进行比较,其中有63个品种(系)可能含有抗病基因Rps1b,36个可能含有抗病基因Rps3a,15个可能含有Rps1d;255个品种(系)的32种反应型与任何已知鉴别寄主的反应型均不一致,表明可能含有新的抗病基因或抗病基因的组合。本研究通过室内快速抗性鉴定,发现河南、河北、北京、安徽、山东、山西等地均含有丰富的大豆抗病种质资源,且具有丰富的抗性多样性。其中,河南、山东等地含有丰富的含有抗病基因Rps1b的抗性资源,河北、北京等地含有丰富的含有抗病基因Rps3a的抗病资源,为抗大豆疫霉根腐病的大豆种质利用及抗病基因挖掘提供了重要参考。     

大豆抗腐霉根腐病的生理差异研究

腐霉根腐病是大豆主要的土传病害,为揭示抗感病大豆品种的生理差异,对不同抗性品种在腐霉病原菌侵染下的大豆下胚轴中丙二醛、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、可溶性糖、脯氨酸含量的变化进行测定。结果表明:腐霉菌侵染后,抗病大豆品种下胚轴的丙二醛含量增加不十分明显;可溶性糖含量都是正向增加,苯丙氨酸解氨酶活性,过氧化物酶活性,脯氨酸含量在不同时段都有所增加且抗病品种明显高于感病品种。而感病品种在腐霉菌侵染条件下,大豆下胚轴中丙二醛含量累积较高,可溶性糖在某一时段内有所减少,苯丙氨酸解氨酶活性、过氧化物酶活性,脯氨酸含量增加幅度小于抗病品种,表明抗病品种具有较强的生理生化调节能力。     

黄淮地区大豆种质对疫霉根腐病的抗性分析

由大豆疫霉菌引起的大豆疫霉根腐病是严重影响大豆生产的毁灭性病害之一,防治该病唯一经济、有效和环境安全的方法是利用抗病品种.利用7个具有不同毒力公式的大豆疫霉菌株,对黄淮夏大豆产区的96个大豆品种(系)进行接种鉴定,96个大豆品种(系)对7个大豆疫霉菌株共产生38种反应型,有4种反应型分别与单个抗病基因的反应型一致,有10种反应型与2个已知基因组合的反应型相同.有5种反应型与3个已知基因组合的反应型相同,其它反应型为新的类型.根据"基因对基因"学说,抗病基因的推导结果有7个品种可能含有Rps3a,有4个品种可能含有Rps3b,有1个品种可能含有Rps3c,有5个品种可能含有Rps7,有一些品种可能含有国际上尚未命名的新的抗病基因.聚类分析结果表明,在以相似系数0.691聚类,96个大豆品种可以分成8类.研究结果为大豆抗病育种选择亲本和利用品种布局进行大豆疫霉根腐病生态控制提供了依据.     

黑龙江省大豆品种对大豆疫霉根腐病抗性评价及抗性基因推导

采用下胚轴伤口接种法,利用课题组在黑龙江省分离鉴定的8个大豆疫霉根腐病生理小种（race1、race3、race4、race5、race9、race13、race44、race54）对黑龙江省曾经大面积推广种植的44个大豆品种进行接种鉴定。结果表明,对上述8个生理小种分别有45.5%、29.5%、40.9%、43.2%、36.8%、45.5%、31.8%、72.7%表现抗性或中间类型,共产生37种反应型;通过基因推导,合丰-44,绥农-12可能含有Rps1c基因或Rps1a+Rps1c、Rps1c+Rps6、Rps1c+Rps7的基因组合;黑河-32可能含有Rps1a+Rps1d的基因组合,其它品种可能含有新的抗病基因或基因组合,表明黑龙江省存在丰富的抗大豆疫霉根腐病的种质资源。 大豆;大豆疫霉根腐病;抗性基因;基因推导     

大豆品种郑97196对疫霉根腐病的抗性遗传分析及基因定位

由大豆疫霉引起的大豆疫霉根腐病是一种世界性大豆病害,对产量品质影响极大。利用抗病品种进行防治是目前最经济、有效的方法。大豆对疫霉菌株的抗性分为由单基因控制的完全抗性和由多基因控制的部分抗性两种。以对多个大豆疫霉生理小种具有抗性的大豆品种郑97196作为抗性亲本与大豆感病品系X242003杂交构建F_(2∶3)重组自交家系群体,用大豆疫霉菌株He N35对亲本及F_(2∶3)群体进行抗性遗传分析并利用SSR技术对郑97196的抗性基因进行定位。结果表明:郑97196对大豆疫霉抗性是由一对显性单基因控制的,抗病对感病表现为显性,再用9种毒力公式不同的疫霉菌株分别接种郑97196和14个国内外公认的含有单个抗病基因的大豆品种(鉴别寄主),观察并记录抗性反应类型,结果显示郑97196的抗性反应类型与14个鉴别寄主有所不同,推测其可能含有新的抗病基因,暂命名为Rps Zheng。通过SSR分子作图分析,该基因位于大豆分子遗传图谱N连锁群上satt485和satt584之间,与这两个标记之间的距离分别为2.1和3.7cM。     

大豆品种安豆1498对大豆疫霉菌株PsJS2的抗性遗传分析及基因定位

为发掘新的抗病基因以增强大豆对疫霉根腐病的抗性,本研究以大豆品种安豆1498和Williams为材料,采用下胚轴创伤接种法鉴定二者对Race1、Race3、Race4、NKI、USAR2、Ps41-1、PsMC1和PsJS2等8个大豆疫霉菌株的抗性;对安豆1498与Williams杂交组合获得167个F2:3代家系群体接种PsJS2菌株,进行抗性遗传分析;并利用618个SSR分子标记对抗性基因进行初步定位.结果 表明:安豆1498对Race1、Race3、Race4、Ps41-1、PsMC1和PsJS2等6个大豆疫霉菌株表现为抗病,表明安豆1498是一个优良的疫霉根腐病抗性材料;抗性遗传分析结果显示安豆1498和F1代都表现抗病,Williams表现感病,F2:3代群体中抗病:分离:感病株数表现为1∶2∶1的分离比,表明安豆1498对大豆疫霉菌株PsJS2的抗性由单个显性基因控制,暂命名为Rps1498;基因定位结果显示Rps1498与大豆3号染色体(N连锁群)上的5个SSR标记(Satt152、Satt631、Sat_186、Satt683和Satt624)连锁,通过分子作图分析Rps1498位于SSR标记Sat_186和Satt683之间,遗传距离分别为5.1和9.3 cM.     

大豆品种对四种腐霉菌的抗性研究

采用种子腐烂测试法,用对大豆有致病性的4种腐霉菌对83个大豆栽培品种进行抗性鉴定.在参试材料中,有抗1种腐霉菌的材料,也有同时抗两2种以上腐霉菌的品种,并获得4个对4种腐霉菌都具有抗性的品种;对于单个腐霉菌而言,抗性材料数量不同.对于P.aphanidermatum表现抗性的材料有19个,占供试材料的22.3%;对P.sylvaticun表现为高抗的材料有34份,占供试材料的41.0%;对P.irregulare表现为高抗的材料有12份,占供试材料的14.5%;对P.ultimum表现为高抗的材料有32份,占供试材料的38.6%.在参试品种中,以抗P.sylvaticun和P.ultimum的材料较多,有20个品种,占参试品种的24.1%,这表明在现有大豆品种资源中有较丰富的抗源.     

大豆接种疫霉根腐病菌后过氧化物酶活性的变化

通过分析不同抗性大豆品种接种疫霉根腐病菌l号生理小种后，根、茎、叶中过氧化物酶(POD)活性变化的规律，探讨了过氧化物酶在大豆抗疫霉根腐病中的作用。研究结果表明：抗感品种接种疫霉根腐病1号生理小种后，同一品种不同部位POD活性变化是不相同的，通过不同部位之间POD活性的变化来共同完成抵抗病原菌侵害的过程。大豆接种疫霉根腐病菌后过氧化物酶活性的变化，不宜作为一种生化指标来鉴定品种对疫霉根腐病的抗性。     

大豆抗疫霉根腐病基因SSR标记

选用感病大豆品种合丰25和抗病大豆品种抗线2号作为亲本配制杂交组合,获得F2种子.种植F2代种子获得F2:3家系,作为分子标记分离群体,进行大豆抗疫霉根腐病基因SSR标记.共筛选覆盖大豆全基因组的350对SSR引物,其中52对引物在亲本间具有多态性,在F2群体中通过BSA法筛选出与抗疫霉病基因相关的多态性差异引物1对,为Scaa003,位于大豆公共遗传图谱的J连锁群.同时该引物在其他10个抗病品种及4个感病品种中抗、感病谱带检出率均为100%,具有一定的检测通用性,可以为大豆疫霉根腐菌1号生理小种抗性材料的辅助选择提供理论依据.     

大豆根腐病腐霉病原鉴定

大豆根腐病是一种严重危害大豆生产的世界性土传病害。大豆根腐病病原复杂，病原鉴定是防治大豆根腐病的前提和基础。2019-2020年从山东省采集大豆根腐病标样432份，采用常规组织分离法对大豆水渍状的根系进行病原菌的分离和纯化，得到了279株菌株，其中52株菌株为腐霉菌（Pythium）。对这52株菌株通过形态学特征和ITS、CoxII和β-tubulin序列分析等分子生物学手段鉴定出3种腐霉菌，分别为瓜果腐霉Pythium aphanidermatum、终极腐霉Pythium ultimum和林栖腐霉Pythium sylvaticum。这3种腐霉菌的分离频率分别为：瓜果腐霉P. aphanidermatum占50%，终极腐霉P. ultimum占34.62%，林栖腐霉P. sylvaticum占15.38%，其中瓜果腐霉P. aphanidermatum为优势菌株。对这3种腐霉菌进行了致病性测定,发现3种腐霉菌均可侵染大豆，重复出大豆根腐病的症状。林栖腐霉P. sylvaticum作为大豆成株期根腐病的致病菌在国内是首次报道。研究结果为大豆根腐病的抗病育种及其防治提供了科学依据。     

接种疫霉根腐菌对大豆苯丙氨酸解氨酶活性的影响

大豆疫霉根腐病是一种危害严重的疫霉病害,对于抗病性的生理生化机制研究很少。苯丙氨酸解氨酶是联系初级代谢和次级代谢的关键酶,对于植物抗病性具有重要意义。为探讨苯丙氨酸解氨酶活性变化与大豆对疫霉根腐病抗性的关系,对不同抗、感病大豆品种接种疫霉根腐菌1号生理小种前及接种24、48、72、96h后测定叶片中苯丙氨酸解氨酶活性的变化特点进行分析,探讨苯丙氨酸解氨酶在抗大豆疫霉根腐病中所起的作用。结果表明：接种大豆疫霉菌1号生理小种后,抗、感病品种叶肉细胞中苯丙氨酸解氨酶活性都呈现出规律性变化趋势,但在抗、感病大豆品种中峰值变化幅度不同,表明大豆对疫霉根腐病的抗性与苯丙氨酸解氨酶活性有关。     

腐霉菌侵染条件下大豆下胚轴中PAL和POD活性的变化

以对腐霉菌抗性不同的6个大豆品种为材料,测定接种腐霉菌(Pythium aphanidematum)后下胚轴的中的PAL和POD活性,分析大豆与腐霉菌互作过程中,不同抗性品种下胚轴中PAL和POD的活性变化规律。结果表明:接种腐霉菌后,抗病品种下胚轴的PAL活性呈先升高后降低,再次升高后降低的变化趋势;感病品种的PAL活性呈先升高后降低的趋势;不同抗感性品种接种腐霉菌后下胚轴的POD活性均不断升高;抗病品种POD活性增加速度、PAL和POD活性峰值均高于感病品种。     

大豆疫霉根腐病抗病资源筛选及抗性遗传研究

在人工接种条件下，用大豆疫霉根腐病菌1号生理小种对580份大豆材料（生产上主栽品种、即将推广的新品系，以及大豆资源材料）进行鉴定，筛选出一批抗大豆疫霉根腐病的品种和资源材料，为大豆疫霉根腐病重发生区提供了种植品种，也为抗疫霉根腐病育种提供了杂交亲本。并对其抗性遗传进行初步研究和探讨。     

玉米木霉穗腐病接种方法及玉米新品种的抗性分析

穗腐病是玉米的重要病害之一。近年来,由木霉Trichoderma spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。连续3年(2020-2022年)比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米木霉穗腐病抗性鉴定效果。结果表明,花丝通道注射法发病强度适中,能使不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适用于玉米抗木霉穗腐病鉴定接种,是一种比较理想、容易操作的接种方法。2021-2022年鉴定的玉米新品种中,对木霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占2.6%、13.6%、26.0%、44.4%和13.4%。     

终极腐霉(Pythium ultimum)和土壤淹水对两个大豆品种的影响

<正>采用2个大豆品种Hutcheson和Archer,通过温室一系列试验研究了水淹和终极腐霉(Pythium ultimum)对大豆的影响。一个试验是,大豆种子播种到经过灭菌土壤中,一部分土壤里接种沙子-玉米面的终极腐霉接菌体使之侵染,另一部分未接种病原菌;水淹处理是分别在出苗期水淹2 d、4叶节期(V4)水淹5 d,在每个试验中Hutcheson     

腐霉根腐病抗性候选基因GsDYRK2研究及大豆DYRK基因生物信息学分析

为挖掘大豆腐霉根腐病抗性基因，对野生大豆腐霉根腐病抗性候选基因—双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶基因GsDYRK2进行研究，在大豆全基因组信息中比对该基因的同源基因家族并进行初步生物信息学分析，进一步对18份野生大豆材料接种大豆腐霉根腐病病菌并进行鉴定和基因实时表达检测，分析GsDYRK2表达量与野生大豆资源腐霉根腐病抗性的关系。结果表明：GsDYRK2与GmDYRK2序列相似度最高为98.21%,由722个氨基酸残基组成，分子质量为82 573.92 Da,等电点为4.63,脂肪系数为75.18,不稳定系数为49.01,为不稳定蛋白，且为亲水性蛋白。大豆DYRK家族成员编码的蛋白质序列长度为409～1 179 aa,分子量为46 356.53～132 314.75 Da,理论等电点为4.63～8.66,不稳定系数为34.88～51.26,脂肪系数为70.90～87.01。GsDYRK2蛋白序列仅含PKc＿DYRK＿like一个一级结构域。二级结构类型及含量为：无规卷曲(48.06%)>α螺旋(36.7%)>延伸链(11.91%)>β转角(3.32%)。大豆DYRK家族可...     

大豆疫霉根腐病分子生物学研究进展

大豆疫霉根腐病是严重威胁世界大豆生产的重要病害,选育和利用抗病品种是防治大豆疫霉根腐病最有效的措施,本文就和品种合理布局密切相关大豆疫霉根腐病菌遗传多样性、无毒基因标记及克隆、抗病基因的定位和抗性资源的分子鉴定等最近研究进展作一综述.     

防治花生腐霉果腐病的化学药剂筛选

花生果腐病是一种重要的土传病害,一旦发生会造成荚果腐烂落果,重病田可致绝收。群结腐霉菌(Py thium myriotylum)是引起花生果腐病最主要的病原菌。为寻找防治花生果腐病的有效药剂,本研究对6种化学药剂进行室内筛选,实验结果表明,96.8%的咯菌腈对引起花生果腐病的群结腐霉有较好的抑菌效果,EC50为3.16×10-5 mg/L,较低浓度的药剂就可以达到很好的抑制效果。盆栽接种后,用6种杀菌剂进行灌根,待荚果成熟后对病害发病情况进行调查统计,结果表明96.8%咯菌腈是防治花生果腐病最有应用潜力的药剂品种。     

黑龙江省大豆疫霉根腐病菌毒力类型分布及品种抗性评价

对2008～2009年从黑龙江北部、东部、中部、南部等大豆产区采集的典型大豆疫霉根腐病株和病土进行分离纯化,得到64个大豆疫霉菌株;用国际上通用的一套鉴别寄主进行毒力测定,将病原菌划分为10个毒力类型,在不同来源的发病样本范围内明确了不同菌株的毒力类型和分布.用下胚轴创伤接种方法鉴定了73个大豆品种对不同大豆疫霉根腐病菌菌株的抗性反应,结果有29个品种抗4个以上大豆疫霉根腐病菌株,占鉴定总数的39.7%;在被鉴定的新品系中抗性表现最好的是07-1-1,它对1、3、11、21、24分离物均表现为抗病.