辣椒对小麦条锈菌非寄主抗性反应的组织学研究

通过组织化学方法对非寄主辣椒以及非亲和寄主小麦受小麦条锈菌侵染后的抗病性反应进行了比较研究。结果表明,小麦条锈菌在非寄主和非亲和寄主植物上都具有较高的萌发率,但是从气孔下囊的形成阶段开始差异明显。其中,小麦条锈菌在非寄主辣椒上形成的气孔下囊明显减少,吸器母细胞的形成数量也随之减少,且只能形成极少量的吸器,同时侵染点伴随有较多的H2O2积累和过敏性坏死反应(HR)的发生;与非寄主辣椒抗小麦条锈菌相比,小麦条锈菌在非亲和寄主小麦上,气孔下囊的形成率明显偏高,吸器母细胞和吸器形成率也较非寄主辣椒的高许多,但是H2O2的积累和过敏性坏死的程度都低于非寄主的。本研究表明,过敏性坏死反应的发生与H2O2的积累仍然是非寄主辣椒抗小麦条锈菌的主要机制,同时也阐明了非寄主抗性和寄主抗性可能是相似的。     

小麦条锈菌吸器分离方法研究

[目的]从小麦条锈菌侵染的叶片中分离纯度较高且结构较完整的吸器.[方法]根据锈菌吸器表面含有可以与伴刀豆球蛋白凝集素(Concanavalin A)结合的糖类物质的特性,参照蚕豆锈菌吸器的分离方法对小麦条锈菌吸器进行了分离.[结果]从被条锈菌侵染小麦叶片中成功分离出条锈菌吸器,提取吸器的纯度为83.3％,提取率为5.0×105个/g小麦叶片鲜重.[结论]根据蚕豆锈菌吸器的分离方法,稍作改进,成功分离得到小麦条锈茵吸器,为小麦条锈菌功能基因组学及其致病机制的研究奠定了基础.     

小麦品种对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构研究

 采用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电子显微镜技术 ,系统研究了非亲和组合中小麦对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构特征。非亲和组合分别由小麦品种牛朱特与条中 2 8号小种、杂种 4 6与条中 2 9号小种、天选 882与条中 2 9号小种组成 ,对照亲和组合由小麦品种辉县红与条中 2 9号小种组成。观察结果表明 ,小麦条锈菌在感病品种和抗病品种上发育的组织学和超微结构特征有明显差异。病菌在抗病品种上表现为菌丝生长受抑 ,菌落形成延迟或败育 ,病菌吸器母细胞和吸器数量明显减少。寄主细胞的坏死与条锈菌的发育受阻密切相关 ,免疫组合中病菌的受抑程度高于近免疫组合的。电镜观察发现 ,在抗病品种上 ,病菌胞间菌丝、吸器母细胞、吸器在细胞和亚细胞水平 ,均发生了一系列异常变化 ,其中包括原生质的电子致密度加深、液泡增多变大、菌丝细胞壁不规则增厚、细胞器排列紊乱及解体、吸器母细胞及吸器丧失其生理功能、病菌最终畸形坏死。同时发现抗病品种受病菌侵染时可迅速产生结构防卫反应 ,新形成胞壁沉积物和吸器鞘等结构 ,以阻碍病菌进一步的扩展与发育。就小麦品种与条锈菌非亲和组合中表现出的组织学和细胞学特征与小麦抗锈性表达的关系进行了讨论。     

2个小麦品种抗条锈基因遗传分析

采用常规杂交方法,以重要小麦条锈菌鉴别寄主Heineskolben和StrubaDickkopf与冬性小麦感病品种铭贤169杂交、自交和回交,获F1、F2和BC1代种子,根据条锈菌系的毒性谱,选用2E16单孢菌系,在铭贤169上繁殖。苗期抗性鉴定在人工控制的环境中进行。当麦苗第一片叶全展大约7cm时,用扫抹法接种,置于(9±2)℃接种间内黑暗保湿24h后转入低温温室内(温度为昼15~19℃,夜10~14℃)潜育发病,待感病品种铭贤169充分发病时调查侵染型,苗期抗性鉴定,并进行卡方检验,结果表明:供试品种Heineskolben对条锈菌生理小种2E16的抗性由两对隐性互补基因控制;StrubaDickkopf对小种2E16的抗性由一对显性基因控制。     

小麦矮秆早×苏麦3号杂交组合对赤霉病的抗扩展性遗传和几个农艺性状相关的分析

对典型的感赤霉病小麦品种矮秆早与典型的抗病品种苏麦3号杂交组合的F_1、F_2、B_1、B_2、P_1和P_2六世代单花接种后收获时的病小穗数深入分析发现,小麦对赤霉病的抗扩展性呈数量性状遗传。其抗性广义遗传力和狭义遗传力分别为52.57％和35.98％。可见,在对赤霉病的抗扩展性总变异中,遗传变异较环境变异大,遗传因素对抗性表现的影响是主要的,不过环境影响也较大。在总遗传方差中,加性方差(Vd=5.4388)和显性方差(Vh=     

小麦低反应型抗条锈性的组织病理学研究

利用荧光显微技术研究结果表明,小麦低反应型抗病性的表达出现在初生吸器母细胞形成后,表现为吸器母细胞和吸器形成减少,寄主叶肉细胞坏死,菌落生长受抑。但不同品种间条锈菌受抑程度与寄主细胞坏死的关系有很大差异,根据供试品种的组织病理学特征,可将低反应型抗条锈性区分为4个类型:①寄主细胞早期坏死型;②锈菌早期受抑型;③锈菌抑制滞后型;④晚期坏死抑制型。这一结果说明小麦品种的低反应抗锈性可能有多种机制。     

4个小麦农家品种对条锈菌成株抗性遗传分析

小麦条锈病是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,由于小麦条锈菌新小种不断产生并流行,使生产中已推广应用的品种变为感病品种而被淘汰,给小麦抗病育种工作造成很大的压力。中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,包括成株抗条锈病基因。成株抗性作为持久抗性重要组成部分,加强对成株抗性的利用,对培育持久抗性或非小种特异抗性品种至关重要。成株抗性遗传分析能为成株抗病基因的分子标记筛选及其转育利用奠定基础。通过对4个成株抗性农家品种与感病品种Taichung29杂交,构建F2遗传群体,并用小种CRY32在田间进行接种鉴定,分析其抗病基因的组成及遗传特点。结果表明:3个农家品种换香头(3)、白麦(1-3)和白麦(2-1)成株抗性均为单个隐性遗传基因控制,另1个品种红茧儿麦成株抗性由1对显性基因和2对隐性基因互补作用控制。在所分析的4个成株抗性品种中,其抗条锈性多数受隐性遗传基因控制。隐性遗传方式可能对小麦抗条锈病性持久化具有重要意义,也是维持其抗性较稳定的一种重要机制。     

小麦地方品种"宜章赤面小麦"抗条锈性状的遗传分析

小麦地方品种“宜章赤面小麦”成株期对中国条锈病新小种条中30,31和32为免疫-高抗。为分析“宜章赤面小麦”的抗性遗传规律,组配了“宜章赤面小麦”×感病品种台长29的杂交组合,通过杂种F1、F2对条锈菌小种CYR32抗性表型分析,F2群体抗感分离比例为1∶15,结果表明“宜章赤面小麦”的抗性受2对隐性基因控制。     

小麦抗条锈病微效抗性基因的开发研究

 利用对小麦条锈菌具有不同抗性强度的小麦品种作为亲本配成不同杂交组合,在分离世代中通过人工接种条锈病菌,将其不同反应型植株进行归类分组种植,再通过条锈病菌的接种鉴定,对各组继代分离个体继续进行抗性反应型归类分组种植.如此轮回数代,可从低世代感病类型个体中选择出抗性提高的植株.在无专化抗性基因控制的亲本品种间杂交所获得的中抗或中感材料是累积微效抗性基因的重要材料.在持续多代选育持久抗锈品种过程中,F₄及其以后的1～2代是累积微效抗性基因的关键世代.     

普通小麦-柔软滨麦草易位系抗条锈病基因的遗传分析和微卫星标记

【目的】M853-2是一个通过杂交和回交选育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformsf.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。研究易位系M853-2抗条锈菌的遗传规律,对揭示其遗传机制和抗源的筛选具有重要意义。【方法】以感病品种铭贤169和易位系M853-2作亲本,通过杂交制备F2代种子,用人工接种方法研究M853-2及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性,并进行了遗传分析,最后对其中一个接种群体进行了SSR标记。【结果】M853-2对条中29的抗锈性遗传受2对显性和1对隐性基因的独立控制,对条中30的抗锈性遗传受2对隐性和1对显性核基因以及3对隐性胞质基因的共同作用,对条中31的抗锈性遗传受2对显性(互补作用)基因的独立控制,对Su-4的抗锈性遗传受1对显性和1对隐性核基因以及2对显性(互补作用)胞质基因的共同控制,对Su-11的抗锈性遗传受1对显性基因的独立控制,将该抗锈基因暂命名为YrElm2,并对该接种群体利用BSA法进行了SSR标记。从305对SSR引物中筛选到1个位于4BL上的SSR标记Xgwm495,连锁分析表明,YrElm2与Xgwm495的遗传距离为7.60 cM,该抗病基因位于4BL上。【结论】普通小麦-柔软滨麦草易位系M853-2对小麦条锈病有良好的抗性,对所接种的菌系CY29、CY31和Su-11表现为核基因遗传,对CY30和Su-4表现为与核质互作有关的抗病性遗传,说明易位系M853-2可以作为抗源在我国小麦抗锈育种中应用。     

小麦品种Libellula和咸农4号数量抗条锈病的抗性组分遗传研究

为明确小麦对条锈菌(Puccinia striiformisWest.f.sp.tritici)数量抗性的几个抗性组分的遗传,并确定有效的抗性组分,对Libellula和咸农4号杂交组合的7个世代进行了组织病理学和培养性状观察;运用遗传估计、通径分析和联合尺度检验的方法进行遗传力、显性度和基因数的估计,以及组分间的因果关系和基因互作方式的探讨。发现菌落长度和宽度的遗传力较高,分别为0.79和0.57,而显性度很低,分别为0.02和0.11;两者对菌落面积建成的直接效应分别为0.55和0.40,间接效应分别为0.45和0.32,远大于其他组分的直接和间接效应;尺度检验只有控制菌落长度和宽度的抗病基因才符合加性(m[d])模型。因此,在5个抗性组分中,菌落长度和宽度可以作为有效的选育抗性材料的抗性组分,同时筛选工作大大提高了抗性材料的选育和基基标记的效率。     

谷子株高及穗部性状主基因+多基因混合遗传模型分析

【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F₇群体（YYRIL和YRRIL）。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。     

玉米行粒数主基因+多基因混合遗传模型分析

为了对玉米行粒数进行遗传改良,以PH6WC/7873(组合Ⅰ)和MX002/MS001(组合Ⅱ)的6个世代(P1、P2、F1、B1、B2、F2)为材料,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,研究了玉米行粒数的主基因+多基因遗传规律。结果表明,组合Ⅰ的行粒数符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型)。组合Ⅱ的行粒数符合2对加性主基因+加性-显性多基因遗传模型(E-3模型)。组合Ⅰ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为75.13%、74.51%、82.59%。组合Ⅱ3个分离世代的行粒数多基因遗传率分别为73.50%、73.20%、72.40%;主基因遗传率分别为6.40%、8.90%、9.10%。以多基因遗传为主,应采用轮回选择和聚合回交的方法积累微效基因,对玉米行粒数进行遗传改良。     

小豆F_2世代主要农艺性状遗传变异研究

笔者用NL8 1×JN2,NL8 1×JN5,NL8 1×B 13个杂交组合的正反交F2代群体为材料,研究了小豆主要农艺性状的遗传参数以及主要农艺性状间的相关性。结果表明:(1)株高、单株荚数、单株产量和百粒重都呈数量性状遗传,F2群体中均或多或少出现超亲单株;(2)株高具有较高的遗传力(81%～88%),百粒重具有中等遗传力(44%～54%),单株荚数具有中等偏低的遗传力(36%～41%),而单株产量遗传力仅为15%左右。在5%的选择压力下,百粒重可在平均值的基础上进一步提高2 9～4 1g,选育超大粒品系材料是有可能的;可通过选择多荚来提高单株产量。(3)单株荚数与单株产量呈极显著正相关,单株产量与百粒重无显著相关,从这些群体中选育多荚、大粒、高产材料是完全可能的。     

感病品种背景对水稻白叶枯病抗性遗传的影响

分析了邳早15,蚌珠芒2个粳稻成抗品种和川植5号、扬稻1号、83007和DV_(85)4个全生育期抗性品种对3个白叶枯病菌系HB_(84-17)、P_1和T_1的抗性在不同感病品种背景下的遗传行为。分析这6个抗病品种与粳稻感病亲本沈农1033、籼稻感病亲本金刚30和TN_1或早籼141杂交后代F_1和F_2对3个菌系的抗性反应表明:抗病品种在不同感病品种背景下的抗性遗传行为基本一致。但存在抗性显隐性的变化和遗传方式不一致的异常现象。异常表达与植株生育期和所采用菌系有关。     

小麦条锈病和白粉病成株抗性研究进展与展望

 利用成株抗性是小麦抗病育种的重要方向,本文综述了小麦条锈病和白粉病成株抗性鉴定方法、基因定位和克隆及其在育种中的应用。将报道的72个条锈病成株抗性数量性状遗传位点（quantitative trait loci,QTL）和82个白粉病成株抗性QTL整合到一张连锁图谱上,控制2种病害的基因簇（≥5个QTL）有8个,其中位于7DS的Yr18/Lr34/Pm38和1BS的Yr29/Lr46/Pm39对条锈病、叶锈病和白粉病均表现成株抗性,位于4DL的Yr46/Lr67位点可能也对白粉病表现成株抗性,Yr18/Lr34/Pm38和Yr36已被克隆,Yr29/Lr46/Pm39的克隆已取得良好进展,为培育兼抗和成株抗性相结合的品种提供了可用基因。总结了成株抗性在中国小麦育种中的应用现状,并用实例证实了培育成株抗性品种的可行性,建议对兼抗条锈病和白粉病成株抗性的咸农4号和小偃6号等进行遗传分析,育种工作者和品种审定部门需要转变观念,将成株抗性利用作为国内条锈病和白粉病抗性育种的重要内容。     

黄瓜把长和瓜长的遗传分析

以温室黄瓜品种拉迪特(Z9)与东农黄瓜品系129及其构建的150个F6代重组自交系群体为研究材料,利用主基因+多基因混合遗传模型对把长和瓜长进行遗传分析。结果表明,把长的遗传为2对连锁主基因+加性多基因混合遗传模型(E-2-6),主基因遗传率为56.27%,多基因遗传率为17.08%;瓜长的遗传为2对主基因+加性多基因混合遗传模型(E-1-8),主基因遗传率为43.75%,多基因遗传率为10.18%,主基因遗传率均比多基因遗传率高。黄瓜把长和瓜长的遗传以主基因遗传为主,且环境对把长和瓜长的遗传影响较大。     

Histology and Ultrastructure of Incompatible Combination Between Puccinia striiformis and Wheat Cultivars with Low Reaction Type Resistance

The incompatible combinations between races of Puccinia striiformis and wheat cuitivars withlow reaction type resistance were examined by means of fluorescent microscopy, differential interference con-trast microscopy and electron microscopy. The incompatible combinations consisted of wheat cultivar Niuzhuteplus CY28, Hybrid46 plus CY29 and Tianxuan882 plus CY29, while the compatible combination was wheatcultivar Huixianhong plus CY28. The observation revealed a striking difference in the fungal development andthe host responses between susceptible and resistant wheat cuitivars following infection by the pathogen. Themain histological manifestation of the pathogen development in the resistant wheat cultivars include inhibitionof hyphal growth, delay of hyphal branching and colony formation, decrease of formation of haustorial mothercells and haustoria, and occurrence of host cell necrosis. The observation by electron microscopy demonstratedthat a series of abnormal changes occurred in intercellular hyphae, haustorial mother cells and haustoria dur-ing pathogen development in the resistant wheat cultivars. The cytoplasm became more electron-dense and vac-uoles in the cytoplasm increased in number and size. The cell walls of hyphae, haustorial mother cells werethickened irregularly. The organeiles were disorderly distributed in the cytoplasm and the haustorial mothercells and haustoria lost their physiological function. In the final stage of the pathogen development, the inter-cellular hyphae, haustorial mother cells and haustoria became necrotic and collapsed. The structural defensereactions such as formation of cell wall apposition, collar and encasement of haustorium were essentially morepronounced in the infected wheat leaves of the resistant cultivars than in the susceptible one. In addition, therelationship between the host resistance expression and the histological and cytological features occurred in theincompatible combination was discussed in this paper.     

玉米雄穗分枝性状的数量遗传分析

以2个株型不同的玉米自交系自330和PH4CV构成的6世代群体为材料,目测计数玉米不同群体雄穗分枝数量。通过P1、P2、F1、F2、B1和B2共6个世代联合分析法,以玉米雄穗分枝数为性状,研究控制玉米雄穗分枝性状的基因遗传分离规律。结果表明:该性状在F2分离世代群体呈双峰分布,B1和B2群体分离世代呈多峰分布,说明玉米雄穗分枝性状遗传为多基因数量性状控制,且符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(即C模型)。显性效应起主要作用,多基因遗传力较高,在74.83%～80.42%之间,若选择雄穗分枝较少的自交系必须从基础材料入手。这一研究结果为玉米雄穗分枝选择提供方法和理论依据。