黄瓜抗白粉病基因AFLP标记的SCAR转换

 将黄瓜抗白粉病相关基因的1个共显性AFLP标记转换为简单实用的SCAR 标记。应用该SCAR标记对36个已知田间白粉病抗性的黄瓜材料进行了盲测, 测定结果与其田间抗病性吻合率高达94.5% , 表明该标记可以用于黄瓜白粉病的分子鉴定。     

抗番茄黄化曲叶病毒病基因ty-5的功能标记开发与利用

番茄黄化曲叶病毒病是番茄重要病害之一。在ty-5基因编码序列分析的基础上,设计ty-5基因的功能标记,对番茄黄化曲叶病毒病抗病自交系t33-14、感病自交系t2301、t33-14 × t2301的F₂株系和不同来源的26份番茄材料进行基因型鉴定,并进行表型相关性分析。结果表明,功能标记TySNP能准确地区分育种亲本以及杂交后代群体的番茄黄化曲叶病毒病抗病材料纯合基因型、感病材料纯合基因型以及感病杂合基因型,且不同的基因型跟表型能较好对应吻合,可对杂交后代进行有效选择。因此,功能标记TySNP可用于番茄分子标记辅助育种,可为定向改良番茄品种对黄化曲叶病毒病的抗性提供分子辅助育种手段。     

辣椒种质的抗性基因分子标记检测

利用已发表的与辣椒抗细菌性疮痂病Bs2、Bs3基因,抗根结线虫Me1、Me3/Me4基因,抗病毒病L4、Pvr4、Tsw基因,抗白粉病PMR1基因,抗疫病Phyto5.2位点连锁的分子标记,对209份辣椒种质进行分子标记检测。结果表明,209份辣椒种质中携带Bs2基因的种质1份、携带Bs3基因的种质4份;携带Me1基因连锁标记16880-1-V2片段的纯合位点种质48份、杂合位点种质12份,携带Me3/Me4基因连锁标记片段SCAR_B94的种质1份;携带抗TMV L~4/L~4基因型的纯合抗病材料11份,L~4/L~0基因型的杂合抗病材料1份;携带抗PVY Pvr4基因连锁标记CSO片段的纯合位点种质30份,杂合位点种质8份;携带抗TSWV Tsw位点连锁标记SCAC_(568)片段的种质4份;携带PMR1基因连锁标记ZL1_1826片段的种质3份;携带Phyto5.2位点连锁标记OpD04.717片段的种质38份,初步明确了209份供试辣椒种质的抗性基因型,为辣椒抗病育种提供材料选择依据。     

不同甘蓝类蔬菜材料对根肿病的抗性鉴定及分子标记辅助选择

根肿病是十字花科蔬菜主要病害之一,严重影响十字花科蔬菜生产,选育抗病品种是防治根肿病的有效途径之一。本试验采用灌根法苗期人工接种根肿菌4号生理小种,对29份甘蓝类蔬菜材料进行根肿病抗性鉴定;并利用与抗病基因CRb连锁的SCAR标记(OA)和与抗病基因CRb^Kato连锁的SSR标记(B0902)对人工接种鉴定表现免疫、高抗、抗病、耐病的材料进行分子标记辅助鉴定。结果表明:人工接种鉴定筛选出8份抗病材料,其中Cr7表现免疫,绿抗9号、青莲甘蓝表现高抗,S148、Cr5、Cr6表现抗病,S146、S296表现耐病。分子标记鉴定结果显示,4份材料含有CRb基因,8份材料含有CRb^Kato基因,验证了这8份抗病材料的真实性;其中Cr5、绿抗9号、青莲甘蓝、S296含有CRb基因和CRb^Kato基因2个抗性位点,可将这4份材料直接应用到甘蓝抗根肿病育种中。     

黄瓜白粉病抗性遗传分析与连锁标记筛选

以黄瓜高感、高抗白粉病自交系M12、M3为亲本组合得到的F2群体和BC1群体为试材,采用苗期接种鉴定,探讨了黄瓜白粉病抗性的遗传规律;结合BSA法和SSR技术,获得了与黄瓜白粉病抗性主效基因连锁的SSR标记。结果表明,供试亲本间白粉病抗性主要受一隐性单基因控制。对F2单株进行SSR分析,鉴定出1个与黄瓜白粉病抗性基因连锁的标记SSR15592,该标记与抗性基因间的遗传距离为7.62 cM。     

一种特异性标记在甜瓜白粉病抗性育种中的应用

为了验证一种特异性标记在甜瓜白粉病抗性育种中的实际应用效果,用CTAB法提取19份甜瓜亲本材料种子总DNA,合成与甜瓜抗白粉病基因Pm-2F紧密连锁标记的特异性引物,通过PCR扩增出特异性Pm-2F连锁基因,酶切验证及测序。结果表明,筛选的19份甜瓜亲本材料中有3个抗病株系,抗病株系杂合的F1代种子在田间表现为强抗性,其他材料杂合F1代均表现感病。试验室结果与田间表现一致,符合率达到100%,表明此特异性标记可以应用于甜瓜白粉病抗性育种。     

番茄粉红色果实相关基因的dCAPS和InDel标记开发与应用

采用SuperBSA方法分别构建100份粉红色番茄材料和100份红色番茄材料的DNA混合池,对测序结果的SNP位点进行分析。结果表明:在1号染色体上的127个SNP位点中,有6个与番茄果实颜色高度相关,其中1个位点与粉红色果实高度相关。利用该SNP位点开发了1个共显性d CAPS标记,在红色、粉红色和杂合F_13种基因型之间的多态性较好。同时,利用番茄重测序数据分析番茄起源时发现,在粉红色番茄中SIMYB12基因的上游存在1个603bp的缺失,利用该缺失突变位点开发了1个共显性In Del标记,在红色、粉红色和杂合F_13种基因型之间也表现出较好的多态性。利用新开发的2个标记对F_2群体进行遗传分析,鉴定结果与田间表型观察结果符合度均达到95%以上,表明这2个标记可以用于番茄苗期分子标记辅助选择。     

黄瓜ZYMV-CH抗性遗传与连锁分子标记研究

 小西葫芦黄化花叶病毒中国株系( ZYMV-CH) 是危害我国黄瓜的主要病毒之一。本试验以抗病的‘秋棚’和感病的‘欧洲8号’杂交获得的115份重组自交系(R IL) 为材料, 进行了黄瓜抗ZYMV-CH遗传规律和连锁分子研究。结果表明: 病情指数在黄瓜R IL群体呈双峰分布, 表明其对ZYMV的抗性是受主基因控制的性状, 但也存在微效基因的修饰作用。采用集团分离分析法(BSA) 和AFLP技术, 获得与ZYMV-CH抗性基因连锁的两条特异性片段 E-ACG/M-CAG-182和E-ACG/M-CAG-180) , 遗传连锁距离分别为5 cM 和11 cM。将E-ACG/M-CAG-180 特异片段转化成共显性的SCAR 标记SCAR3-109, 与ZYMV-CH的抗性基因遗传连锁距离为11 cM。该标记可以作为黄瓜抗ZYMV辅助选择的分子标记。     

与番茄颈腐根腐病紧密连锁的SCAR标记开发

利用与番茄颈腐根腐病抗性基因Frl紧密连锁的CAPS标记C2-25,开发设计了新的SCAR标记,用于快速检测Frl抗性材料。使用C2-25引物,在25份已知表型的番茄材料中进行PCR,产物单克隆测序后发现,19份纯合抗病材料存在1条完全相同的抗病序列;4份纯合感病材料存在1条完全相同的感病序列;2份杂合抗病材料均存在前述的抗病序列和感病序列。根据抗病、感病序列SNP差异设计引物,最终筛选得到可扩增出370 bp抗病特异片段和520 bp感病特异片段的番茄颈腐根腐病连锁标记R-6F/2R、S-3F/4R。在500株F_2材料中进行验证,检测到122株纯合抗病单株、257株杂合抗病单株和121株纯合感病单株。F_2材料人工接种鉴定结果显示,473株单株抗性与分子鉴定结果一致,分子标记辅助鉴定的准确率达到94.6%。开发的SCAR标记准确度高、成本低、操作简便,可用于Frl基因的分子标记辅助育种。     

苹果抗炭疽菌叶枯病基因相关的4个分子标记的准确性验证

利用50个苹果栽培品种(系)对与抗炭疽菌叶枯病基因(R_(gls))位点紧密连锁的4个分子标记S0405127(SSR)、S0304673(SSR)、SNP4236和In Del4254的准确性进行验证。室内离体接种表型鉴定及分子标记基因型鉴定的结果表明,4个分子标记验证苹果炭疽菌叶枯病抗性的准确率分别为90%、94%、96%和92%。     

辣椒白粉病抗性QTL 定位分析

以辣椒（Capsicum annuum）白粉病抗、感病亲本H3 和83-60 构建的包含142 个重组自交系的RIL（H3×83-60） F8 群体为试验材料，基于亲本重测序数据设计KASPar 引物，构建了包含16 个连锁群的辣椒遗传连锁图谱，总图距1 356.5 cM，标记间平均图距为4.69 cM。基于2016 年和2017 年重组自交系群体白粉病发病表型数据，获得了PMR6.1、PMR9.1、 PMR11.1、PMR11.2 和PMR5.1 等5 个白粉病抗性QTL 位点，其中PMR6.1、PMR9.1 在两年中均被检测到，表型贡献率在 10.8%～21.4% 之间。通过辣椒白粉病抗性QTL 定位，开发与白粉病抗性基因连锁的SNP 分子标记，对于辣椒抗病辅助育 种有重要参考价值。     

黄瓜育种材料对白粉病、霜霉病的抗性评价与分析

通过对179份露地、大棚和温室黄瓜自交系栽培材料白粉病、霜霉病田间发生情况的调查和分析,对其白粉病、霜霉病抗性进行了评价。结果表明:不同黄瓜材料间抗病性差异明显,筛选获得高抗白粉病材料33份,其中露地栽培类型1份、大棚栽培类型11份、温室类型21份,抗性材料共40份;高抗霜霉病材料22份,其中露地栽培类型2份、大棚栽培类型5份、温室类型15份,抗性材料38份。共获得兼抗2种病害材料11份,为抗病品种的选育和推广利用提供了依据。     

黄瓜对霜霉病和白粉病抗性的相关性研究

以国内外29份典型黄瓜品种(系)和两个杂交组合的4个分离群体为试材,研究了黄瓜对霜霉病和白粉病抗性的相关性。结果表明:在苗期和成株期,29份黄瓜材料的霜霉病和白粉病病情指数之间的相关系数分别为0.6198和0.6772,均呈极显著正相关;K8×K18组合的BC1P1和F2群体的霜霉病和白粉病病情指数之间的相关系数分别为0.4925和0.4933,K10×K18组合分别为0.4976和0.2868,均达到极显著正相关水平;采用AFLP分析,发现E25M63-103标记与控制黄瓜霜霉病和白粉病的某个数量感病基因紧密连锁,进一步从分子水平验证了黄瓜霜霉病和白粉病某个抗性相关基因是紧密连锁的。     

甜瓜‘PMR6’抗白粉病基因的遗传及其定位研究

以甜瓜(Cucumis melo L.)感白粉病品种‘Hami413’为受体亲本,抗白粉病品种‘PMR6’为供体亲本构建的255株BC2分离群体为材料,研究‘PMR6’抗白粉病的遗传规律及基因定位。群体遗传分析表明,BC2群体中对白粉病菌Podosphaera xanthii生理小种1的抗性由显性单基因控制,基因命名为Pm-PMR6-1;利用混合分组分析法(Bulked segregant analysis,BSA)从分布于甜瓜12个连锁群上的390个SSR分子标记中筛选出5个多态性标记;通过连锁分析,将该抗性基因定位于12号连锁群SSR标记DM0191与CMBR111之间;根据甜瓜基因组信息设计SSR引物,进一步将该基因定位于SSR12407与SSR12202之间,并且该抗性基因与标记Mu7191共分离;比对基因组序列,两标记间物理距离约226 kb,预测35个候选基因。     

甜瓜白粉病抗病基因的定位及候选基因分析

以甜瓜高抗白粉病自交系MR-1为母本,易感白粉病自交系Top Mark为父本,构建BC_1P_2和F_2群体,经13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主鉴定,2015年东北农业大学设施园艺工程中心的白粉病发病病菌为P.xanthii生理小种1,甜瓜MR-1对P.xanthii生理小种1的抗性由单显性基因控制。通过对266个F2分离群体的抗病性鉴定和CAPS标记分析,采用复合区间作图法对甜瓜抗白粉病性状进行QTL分析,最终构建了1张包含203个CAPS标记的甜瓜遗传连锁图谱,并将抗病基因PXR定位在第12号染色体上M12-GH和M12-TE 2个标记之间,该基因与两侧翼标记间的距离分别为0.63 c M和0.42 c M,两侧翼标记间在甜瓜参考基因组上对应的物理距离为303 kb,该区域内含有60个预测基因,其中10个基因含有非同义单碱基突变。10个基因荧光定量分析结果显示,在抗病与感病甜瓜表达量存在较大差异的4个基因MELO3C002434、MELO3C002437、MELO3C002441、MELO3C002457为甜瓜白粉病抗病候选基因。     

生物制剂对温室大棚有机黄瓜白粉病的防治效果

比较了枯草芽孢杆菌可湿性粉剂(1×109 cfu/g)和氨基寡糖素对有机黄瓜白粉病的防治效果。试验结果表明,在黄瓜白粉病发病较轻时,连续喷施枯草芽孢杆菌可湿性粉剂200倍液和氨基寡糖素700倍液能较好地控制白粉病的发生,防治效果分别达到87.2%~90.7%和52.5%~91.5%。建议在有机黄瓜未发生白粉病或白粉病病情指数小于10的情况下应用生物制剂进行防控。     

利用CRISPR/Cas9系统敲除葡萄中VviEDR2提高对白粉病的抗性

利用CRISPR/Cas9系统定点编辑葡萄白粉病感病基因VviEDR2（Enhanced disease resistance 2），在VviEDR2的DUF1336结构域设计靶位点VviEDR2-T1，构建CRISPR/Cas9敲除载体，通过农杆菌介导法转化‘无核白’葡萄胚性愈伤组织。对PCR阳性植株进行靶位点扩增测序，结果表明，共有8个转基因植株在靶位点处发生不同类型的双等位基因突变，编辑效率为32%；突变体植株生长势较弱，叶片较小，茎秆丛生、细弱。进一步对突变体植株进行抗病检测，结果表明，接种葡萄白粉菌（Erysiphe necator Schw.）5 d后，突变体植株叶片上白粉菌孢子仅能萌发出少量较短初级菌丝，表皮细胞产生大量明显的H2O2，而野生型叶片中白粉菌萌发出大量初级菌丝、次级菌丝和吸器，无明显H2O2产生。这些结果表明，可以利用CRISPR/Cas9技术编辑葡萄感病基因VviEDR2，提高葡萄白粉菌抗性。     

黄瓜CsaDMR6-2基因的克隆及特征分析

通过系统进化树和黄瓜霜霉病主效QTL分析,确定了与拟南芥抗霜霉病突变基因DMR6同源性较高的Csa DMR6-2基因为黄瓜霜霉病感病候选基因。以15份不同遗传背景的抗病和感病黄瓜自交系为材料克隆了Cs DMR6-2基因,经过与已知功能的拟南芥基因DMR6、DLO1和DLO2的氨基酸进行多序列比对、蛋白质二级和三级结构的预测,结果显示:欧洲温室型的抗病材料K15和K58的Csa DMR6-2的CDS序列在856bp处有1个碱基的突变,引起相应氨基酸由丝氨酸(TCA)变成丙氨酸(GCA),进而引起其部分蛋白质二级和三级结构的变化;Csa DMR6-2与拟南芥的DMR6、DLO1和DLO2基因具有很高的同源性,且同属于一类氧化酶,两者具有相同的结构域,而抗病材料的变异位点均发生在催化区。试验结果为进一步研究Csa DMR6-2的基因功能和利用感病基因获得霜霉病持久广谱抗性打下了良好的基础。