大豆抗胞囊线虫4号生理小种新品系SSR标记分析

培育抗病品种是大豆胞囊线虫(Soybean Cyst Nematode, SCN)病经济、有效的防治方法。利用130个SSR标记对26份抗SCN 4号生理小种(SCN 4)新品系和15份感病品系进行基因型分析, 旨在明确抗病品系与SCN 4抗性相关联的SSR标记, 提出抗性基因分子标记鉴定方法, 以提高抗病品系在育种中的利用效率。研究表明, Hartwig与晋品系亲本具有不同的SCN 4抗病基因, 其遗传相似系数为0.362。与抗性显著关联的22个SSR位点分布在11个连锁群(LG), 推测LG D1b上分布的SSR标记附近存在1个新的SCN 4抗病基因; 而Satt684、Sat_230、Sat_222、Satt615和Satt231位点, 来自亲本Hartwig等位基因与抗病相关联, 而来自晋品系的等位基因与感病相关联, 在Sat_400、Satt329和Satt557等其他17个SSR位点, 来自Hartwig等位基因与感病相关联, 来自晋品系亲本的等位基因与抗病相关联。利用非连锁不平衡SSR标记Satt684和Sat_400可对供试品系进行有效的抗性辅助选择。     

优良品系中品03-5373系谱的遗传解析及抗大豆胞囊线虫病相关标记鉴定

中品03-5373是高抗大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN) 3号生理小种的优良大豆新种质,可追溯到10个祖先亲本,其中包括灰皮支黑豆、Peking和PI437654等国内外SCN主要抗源。本研究利用152个SSR标记对中品03-5373及其亲本进行鉴定,共发现等位变异437个,每个标记的等位变异范围为2~5个,平均为2.9个。亲缘关系分析表明11份材料间的遗传一致度变化范围为0.2430~0.8224,平均为0.458,4个SSR标记(Satt152、Satt179、Barcsoyssr_18_107和Satt196)形成的单倍型可以将11份材料区别开来。系谱追踪阐明了育种对基因组组成变化的作用,发现中品03-5373亲本中以灰皮支黑豆贡献的等位变异最多(39个),PI437654次之(6个)。通过系谱追踪筛选到与SCN 3抗性相关的候选标记20个,为进一步克隆抗病基因和选择有效的标记组合进行分子育种提供了依据。     

利用回交导入系聚合选择SMV抗性高油大豆种质资源?

以中品95-5383为供体材料,绥农14号大豆品种为受体回交,建立一个回交导入系。多次回交获得高世代回交品系,对后代材料 BC1F4进行接种鉴定,选择稳定抗 SMV 株系,利用绥农20×绥农14分离群体中的高油株系,分别与绥农14×中品95-5383中抗 SMV 的株系杂交,聚合高油、SMV 抗性基因到同一材料,筛选出抗 SMV 的高油大豆品系。通过轮回选择、种质资源中有利基因的深层发掘、严格和准确的目标性状选择,达到高效率培育能在产量、品质、抗病性上都有显著提高的优良大豆新材料。     

与大豆SMV3号株系抗性相关的分子标记的鉴定

对大豆花叶病毒SMV抗性的遗传研究一直是大豆抗病遗传研究的热点之一。本研究以哈91R3-301×黑农41组合构建了遗传群体,其F2分离单株的SSR标记基因型基本符合1:2:1的比例,说明这个群体没有偏分离。根据F3株系的病情指数分布推测SMV3的F2成株抗性似乎由多基因控制。根据SSR分子标记的基因型和F2:3株系对SMV3抗病性表型结果连锁分析,推测Satt296是与大豆花叶病毒(SMV)3号株系抗性主基因连锁的分子标记,应用Joinmap作图软件将该标记定位在D1b连锁群上,这一结果与部分文献报道的研究结果一致。本研究获得的与抗性基因连锁的分子标记在其他的RIL群体中的验证得到了初步证实,推测定位在D1b连锁群上的抗性座位可能是控制SMV3的主基因之一,该标记可望应用于大豆抗SMV3的分子标记辅助选择。     

中品03-5373对大豆胞囊线虫3号生理小种免疫抗性的遗传解析

大豆胞囊线虫3号生理小种在我国已发现的8个小种中分布最为广泛,严重影响大豆生产。中品03-5373(ZP03-5373)是对3号小种免疫的优良抗源。本研究以中品03-5373为母本,与感病品种中黄13(ZH13)杂交建立包含254个家系的重组自交系群体,利用SSR、EST-SSR、In Del和SNP等506个分子标记对该分离群体进行基因型鉴定,构建全长为2651.90 c M的遗传图谱,标记间平均距离为5.24 c M。结合抗性鉴定数据,在中品03-5373中检测到3个控制大豆胞囊线虫3号生理小种的QTL区间,分别位于Gm07(SCN3-7)、Gm11(SCN3-11)和Gm18(SCN3-18)。其中SCN3-18可解释29.5%的抗性变异,为主效抗性位点;SCN3-7和SCN3-11分别控制6.2%和5.5%的抗性变异,为微效位点。SCN3-7与SCN3-18间存在显著的上位性互作。通过对中品03-5373祖先亲本2个QTL区间(SCN3-7和SCN3-11)侧翼标记的系谱追踪,进一步证明SCN3-7和SCN3-11与大豆胞囊线虫3号抗性相关。     

大豆种粒斑驳抗性的遗传分析及基因定位

运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法), 对大豆品系3C624×东农8143的F₂、F₃代群体接种SMV1号株系鉴定种粒斑驳抗性, 并进行抗种粒斑驳基因的分子定位。结果表明, 东农8143对SMV1号株系的种粒斑驳抗性受1对显性基因控制。用Mapmaker/Exp 3.0b进行连锁分析, 抗种粒斑驳基因位于大豆染色体组的F连锁群上, 并获得了与抗种粒斑驳基因紧密连锁的5个SSR标记Sat_297、Sat_229、Sat_317、Satt335和Sct_188, 标记与抗病基因间的排列顺序和连锁距离为Sat_297–12.4 cM–Sat_229–3.6 cM–SRSMV1–1.7 cM–Sat_317–2.4 cM– Satt335–13.8 cM–Sct_188。其中近距离标记Sat_229(3.6 cM)、Sat_317(1.7 cM)和Satt335(4.1 cM)可用于标记辅助选择育种和抗源筛选。     

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。     

与黄瓜白粉病抗病基因紧密连锁的SSR分子标记

黄瓜白粉病是影响黄瓜生产的主要病害,为建立黄瓜抗白粉病分子标记辅助选择体系,我们以黄瓜抗白粉病亲本WIS2757和感白粉病亲本19032以及它们的F2群体为试材,采用SSR分析技术,对相关抗性基因的连锁分子标记进行了研究。获得了2个与黄瓜白粉病主效抗病基因连锁的SSR分子标记SSR97-200,SSR273-300,连锁距离分别为5,13cM,这些SSR标记可以作为黄瓜抗白粉病辅助选择的分子标记。     

大豆品种豫豆25抗疫霉根腐病基因的鉴定

大豆疫霉根腐病是大豆破坏性病害之一。防治该病的最有效方法是利用抗病品种。迄今,已在大豆基因组的9个座位鉴定了15个抗大豆疫霉根腐病基因,但是只有少数基因如Rps1c、Rps1k抗性在我国是有效的。因此,必需发掘新的抗疫霉根腐病基因,以满足抗病育种的需求。豫豆25具有对大豆疫霉菌的广谱抗性,是目前筛选出的最优异的抗源。以豫豆25为抗病亲本分别与豫豆21和早熟18杂交构建F_2:3家系群体。两个群体的抗性遗传分析表明,豫豆25对疫霉根腐病的抗性由一个显性单基因控制,暂定名为RpsYD25。用SSR标记分析两个群体,RpsYD25均被定位于大豆分子遗传图谱N连锁群上。由于Rps1座位已作图在N连锁群,选择Rps1k基因中的一些SSR设计引物,检测RpsYD25与Rps1座位的遗传关系。结果表明,一个SSR标记Rps1k6与RpsYD25连锁,二者之间的遗传距离为19.4 cM。因此,推测RpsYD25可能是Rps1座位的一个新等位基因,也可能是一个新的抗病基因。     

普通小麦品种Brock抗白粉病基因分子标记定位

为明确利用Brock转育成的小麦抗白粉病品系3B529(京411*7//农大015/Brock, F₆)抗性的遗传基础,将高感白粉病小麦品系薛早和3B529杂交,获得F₁代、F₂分离群体和F_2:3家系。抗病性鉴定和遗传分析结果表明,3B529对E09小种的抗性受1对显性基因控制,暂被定名为MlBrock。利用BSA和分子标记分析,获得了与MlBrock连锁的3个SSR标记Xcfd81、Xcfd78、Xgwm159和2个SCAR标记SCAR203和SCAR112,根据SSR和SCAR标记在中国春缺体四体、双端体和缺失系的定位结果,将MlBrock定位在小麦染色体臂5DS Bin 0~0.63区间上。MlBrock与Xcfd81和SCAR203共分离,与SCAR112的遗传距离为0.5 cM。这些分子标记的建立有利于今后Brock抗白粉病基因分子标记辅助选择和基因聚合。综合抗白粉病基因MlBrock的染色体定位和抗谱分析结果,推测MlBrock很可能是Pm2基因。     

Identification and characterization of a RAPD/SCAR marker linked to a resistance gene for soybean mosaic virus in soybean

Soybean line `ICGR95-5383' [Glycinemax (L.) Merr.] is a newly releasedgermplasm from China and is resistant (R)to soybean mosaic virus (SMV). ICGR95-5383was crossed to the susceptible (S)cultivars `HB1', `Tiefeng21', `Amsoy', and`Williams' to investigate the inheritanceof SMV resistance. The F<sub>1</sub> and F<sub>2</sub>plants were inoculated with SMV-3 (the mostvirulent) strain from Northeast China. Theresults showed that F<sub>1</sub> plants from thefour R × S crosses were necrotic (N) andall F<sub>2</sub> populations segregated in a3(R+N):1S ratio, indicating thatICGR95-5383 carries a single gene withincomplete dominance for resistance to SMV. In a bulked segregant analysis (BSA) of theF<sub>2</sub>population from ICGR95-5383 × HB1, a codominant RAPD marker,OPN11<sub>980/1070</sub>, was found to be linkedto the resistance gene in ICGR95-5383. The980-base pair (bp) fragment OPN11<sub>980</sub>was amplified in the R parent ICGR95-5383,R bulk, and resistant F<sub>2</sub> plants. Theother 1070-bp fragment OPN11<sub>1070</sub> wasamplified in the S parent HB1, S bulk, andsusceptible F<sub>2</sub>plants.OPN11<sub>980/1070</sub> was amplified in theF<sub>1</sub> plants and the necroticF<sub>2</sub> plants from the R×S cross.Segregation analysis of the RAPD marker inthe F<sub>2</sub> population revealed that themarker OPN11<sub>980/1070</sub> is closely linkedto the resistance gene with a map distanceof 3.03 cM. OPN11<sub>980/1070</sub> was clonedand sequenced, and specific PCR primerswere designed to convertOPN11<sub>980/1070</sub> into sequencecharacterized amplified region (SCAR) makerSCN11<sub>980/1070</sub>. SCAR analysis of theF<sub>2</sub> population confirmed thatOPN11<sub>980/1070</sub> and SCN11<sub>980/1070</sub> areat the same locus linked to the SMVresistance gene. The RAPD markerOPN11<sub>980</sub> was used as RFLP probefor southern hybridization to soybeangenomic DNA. Southern analysis showed thatsoybean genome contains low-copy sequenceof OPN11<sub>980</sub>. Using a recombinant inbredmapping population of `Kefeng No.1' (R) ×Nannong1138-2'(S), OPN11_980/1070 was mapped to thesoybean molecular linkage group (MLG) Fbetween the restriction fragment lengthpolymorphism (RFLP) markers B212 (0.7 cM) and K07 (6.7 cM) and 3.03 cM apart from theSMV resistance gene.     

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。     

国外大豆种质资源对大豆花叶病毒株系3（SMV3）的抗性评价

大豆花叶病毒病是危害大豆生产的主要病害之一。为今后开展抗大豆花叶病毒育种工作提供基础材料，对222份国外大豆种质资源进行了抗SMV3强毒株系的鉴定评价。结果表明，供试材料对SMV3株系的抗性变异丰富，病情指数呈连续分布，变化范围为12.82%~92.59%。2年重复鉴定筛选出10份高抗资源，占供试材料的4.51%，分别来自日本（4份）、美国（3份）、加拿大（2份）和韩国（1份）。10份高抗资源在播种类型、生育日数、百粒重、株高、种皮、种脐、花色和茸毛色等性状上存在丰富的遗传变异。     

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。     

大豆抗SC3候选基因的克隆及分析

大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)病是大豆主要的病害之一,给我国大豆生产带来了巨大的损失。大豆抗病育种是目前防治大豆花叶病毒病最为经济有效的措施,发掘抗病基因是抗病育种的基础。本文在前期对大豆抗SMV株系SC3基因精细定位的基础上,克隆了2个具有TIR-NBS-LRR典型抗病结构域的基因(GmR47和GmR51)。生物信息学分析表明, GmR47和GmR51基因均在抗感品种中存在氨基酸位点的突变,而且突变位点都位于保守结构域内,这2个基因编码的蛋白质预测为烟草花叶病毒(TMV)抗性N蛋白;物种间同源比对结果显示, GmR47和GmR51基因与野生大豆亲缘较近。qRT-PCR结果表明, GmR47和GmR51能够响应SMV的侵染增加表达量,且在抗病品种中的表达量高于感病品种。2个基因存在IN1、IN2和IN3不同的剪接体,所有的剪接体都能够响应病毒的诱导增加表达量,且在抗病品种中的表达量高于感病品种, IN1和IN2的表达量随时间的变化较为明显, IN3的表达量则相对稳定,说明这些剪接体可能参与大豆对SMV的抗病过程。本研究为后续基因功能的研究奠定了基础。     

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。     

高产抗旱国审大豆新品种晋大53号的选育

晋大53号大豆新品种是山西农业大学大豆研究室于1987年以晋豆371为母本、晋豆17号为父本进行有性杂交,采用系谱法选育而成的。该品种的突出特点是高产、抗旱性强、抗SMV、综合性状优良,2001年由全国农作物品种审定委员会审定通过。     

基于大豆花叶病毒衣壳蛋白基因的RNA干扰植物表达载体的构建

大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)是马铃薯Y病毒组(Potyvirus)成员之一,大豆花叶病毒病可造成大豆10%~30%的产量损失,并严重影响大豆的品质。不同株系间致病力差异源于它们在碱基序列上的差异。采用传统的抗病育种技术育成的抗病品种抗谱窄,品种抗性可因病毒株系的变异而丢失。依靠RNA引发的基因沉默改善植物的抗病毒能力是基于RNA i(RNA inference)原理建立的植物抗病毒新策略,本研究对来源于武汉SMV分离物的CP基因和Nib基因进行了克隆,通过对保守区域的扩增,采用Gateway技术构建了大豆抗花叶病毒的RNA干扰载体。为防治大豆花叶病毒新技术的探索奠定基础。     

高油大豆新品种晋大70的选育与评价

晋大70大豆新品种是山西农业大学大豆研究室于1992年以复61为母本、晋豆16号为父本进行有性杂交,采用系谱法选育而成的。该品种脂肪含量22.06%,蛋白质含量41.18%,高抗大豆花叶病毒、抗旱性一级、抗孢囊线虫病、高产稳产、综合性状优良。2003年由国家农作物品种审定委员会审定通过。本文报导晋大70的选育与试验结果,并对关键育种技术进行了探讨。