分子标记筛选抗马铃薯Y病毒种质资源研究

为快速有效筛选抗马铃薯Y病毒种质，加快抗病毒新品种的选育进程，本试验对引自美国的9个薯条加工型马铃薯杂交组合后代进行PVY抗性基因分子标记筛选，并通过PVY人工接种鉴定评价分子标记预测的准确性。研究结果表明：检测的9个杂交组合852个株系中，共有4个组合163个株系中含有抗性基因Ry_adg分子标记RYSC3，占比19.13%；7个组合330个株系中含有抗性基因Ry_sto分子标记YES3-3A，占比38.73%。其中，2个组合42个株系中同时检测到2种分子标记。人工接种PVY抗性鉴定结果表明，含有分子标记的株系接种后表现为抗PVY的比例为92.73%；不含有分子标记的株系接种后表现为感PVY的比例为28.57%。PVY抗性基因分子标记RYSC3和YES3-3A能够较准确地鉴定马铃薯PVY抗性资源，有助于早期选育抗马铃薯Y病毒种质资源。同时，本试验筛选获得10份高产、稳产的抗PVY薯条加工型马铃薯资源，可以为薯条加工型马铃薯新品种的选育提供具有PVY抗性和适于薯条加工的亲本材料。     

马铃薯抗晚疫病基因R3a、R1和RB在番茄中的表达

 晚疫病由疫霉菌( Phytophthora infestans) 引起, 主要侵染番茄和马铃薯等茄科作物, 造成巨大的经济损失。马铃薯已有5个抗晚疫病基因被克隆。为了研究已克隆的马铃薯抗晚疫病基因是否在番茄中起作用, 将马铃薯的抗晚疫病基因R3a、R1和RB 通过农杆菌介导法分别导入番茄品种Moneymaker中。筛选得到的再生植株经PCR检测结果表明, 目的基因已整合入番茄基因组; 转基因番茄离体叶片接种验证结果表明, 接种马铃薯晚疫病菌株8914829 (即小种0) , 转基因番茄产生了抗病的过敏反应(HR反应) 。为了验证转基因番茄是否对番茄晚疫病菌株产生抗性, 用番茄晚疫病的主流小种和强致病力菌株共5个菌株接种转基因番茄植株, 结果表明转R3a和R1 基因的番茄对部分番茄晚疫病菌株能够产生抗性, RB转基因植株叶片对5个番茄晚疫病菌株均产生抗性。该研究为番茄抗晚疫病的基因工程育种开辟了新的途径。     

马铃薯抗晚疫病主效基因R10的RGA-CAPS标记的开发

马铃薯晚疫病抗性基因R10,属于马铃薯抗晚疫病主效位点MLB单倍型之一,该位点已知的各单倍型基因均具有保守结构域,属于同一个R3a基因家族。将R3a基因和源于MLB位点的R3a基因的同源序列进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,以马铃薯晚疫病鉴别寄主MaR10(含抗晚疫病基因R10)、四倍体马铃薯栽培种Katahdin(不含已知抗病基因)及其杂交一代为试材,得到R3a的抗病基因同源序列,再结合限制性内切酶筛选,开发出与马铃薯抗晚疫病主效基因R10连锁的两个RGA-CAPS标记： RGA-600和RGA-1000,这两个标记距离R10基因0.25cM。     

马铃薯抗晚疫病主效基因R10的RGA-CAPS标记的开发

马铃薯晚疫病抗性基因R10,属于马铃薯抗晚疫病主效位点MLB单倍型之一,该位点已知的各单倍型基因均具有保守结构域,属于同一个R3a基因家族。将R3a基因和源于MLB位点的R3a基因的同源序列进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,以马铃薯晚疫病鉴别寄主MaR10（含抗晚疫病基因R10）、四倍体马铃薯栽培种Katahdin（不含已知抗病基因）及其杂交一代为试材,得到R3a的抗病基因同源序列,再结合限制性内切酶筛选,开发出与马铃薯抗晚疫病主效基因R10连锁的两个RGA-CAPS标记：RGA-600和RGA-1000,这两个标记距离R10基因0.25cM。     

接头连接介导的PCR 扩增马铃薯抗晚疫病基因侧翼序列研究

利用接头连接介导的PCR 技术，以前期NBS profiling 试验获得的1 条马铃薯抗晚疫病基因
片段为基础，设计巢式基因特异性引物，扩增获得两侧序列。结果表明：基因组DNA 经DraⅠ酶切后，
在已有536 bp 片段的左侧和右侧均得到序列延伸，右侧扩增得到2 301 bp，左侧扩增得到820 bp，去除
边界序列后，向左延伸789 bp，向右延伸2 273 bp，拼接后共长3 443 bp。采用GENSCAN 进行基因预测，
发现包含内含子在内的晚疫病抗性基因全长2 413 bp，在该预测基因 的UTR 区域设计特异性引物，在马
铃薯抗病和感病的基因型中扩增包含完整基因在内的2 571 bp 序列，发现该特异候选基因与晚疫病抗性相
连锁。     

番茄抗病基因Sw-5和Ty-3a的多重PCR检测体系的建立

以含有斑萎病毒和黄化曲叶病毒抗病基因和感病基因的番茄为试材,采用多重PCR方法,建立番茄抗斑萎病毒Sw?5和抗番茄黄化曲叶病毒的Ty?3a基因同时扩增的体系,以期为番茄分子标记抗病育种提供更省时、省力、经济的方法。结果表明:多重PCR扩增的特异性片段与单引物扩增片段完全一致,与Sw?5基因紧密连锁的SCAR标记,在抗病基因型中可扩增出574bp的条带,感病基因型中扩增出464bp的条带;与Ty?3a基因紧密连锁的SCAR标记,在抗病基因型中可扩增出630bp的条带,感病基因型中扩增出320bp的条带,多重PCR体系可在同一PCR反应体系中对2个抗病基因进行筛选鉴定及苗期早期辅助选育。     

番茄抗TYLCV 基因新标记的开发及其在多抗聚合选择中的应用

根据已经克隆的番茄黄化曲叶病毒病（TYLCV）抗性基因Ty-1/Ty-3 和与基因Ty-4 紧密连锁的分子标记在抗感材料中的序列差异，开发出简单可靠的InDel 标记，建立了多重PCR 体系。采用分子标记辅助选择将TYLCV、斑点病、疮痂病和溃疡病中一个病害的多个抗性基因或不同病害的抗性基因聚合到一个材料中，培育出育种中间材料。     

广西樱桃番茄抗晚疫病材料的筛选

以26份樱桃番茄为试材,采用田间抗性鉴定与分子标记技术,对樱桃番茄抗晚疫病材料进行检测,研究了不同材料对晚疫病的抗性,以期为抗晚疫病新品种的选育提供参考依据。结果表明:26份田间抗晚疫病材料中,8份含抗晚疫病Ph-3纯合基因,6份含抗晚疫病Ph-3杂合基因,其中TL32、TL101不仅对晚疫病有良好抗性,还含有抗黄化曲叶病毒病Ty-2基因。     

分子检测显示6个彩色马铃薯品种为常规品种

本研究收集了6个彩色马铃薯品种,根据转基因技术原理,采用聚合酶链式反应技术（PCR）,用马铃薯转基因常用35S 启动子和筛选标记卡那霉素基因特异引物分析了彩色马铃薯是否为转基因马铃薯品种。试验结果表明,6个彩色马铃薯品种 PCR 扩增结果均为阴性,表明这些彩色品种并非转基因品种,这些品种实际上是经过常规杂交选育而成。     

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。     

马铃薯抗晚疫病基因RB、R3a过表达及R3a特异性识别关键结构域的确定

 通过将马铃薯抗晚疫病基因RB、R3a编码区克隆到具有组成型CaMV35S强启动子的双元表达载体上,结合农杆菌介导的瞬时表达,分析过表达条件下RB-AvrB,R3a-Avr3a的特异性识别情况。并利用重叠延伸PCR实现R3a与同源序列I2GA1在卷曲螺旋（CC）、核酸结合位点（NBS）和富含亮氨酸重复序列（LRR）三个结构域的互换,根据过敏性反应（hypersensitive response,HR）是否被阻断分析各个结构域对特异性识别的影响,确定特异性识别的关键结构域。结果表明：CaMV35S启动子驱动的RB基因在表达量上较自身启动子有明显提高,使HR反应加快; R3a的表达量和特异性识别Avr3a诱导产生HR反应的速度在两者之间均无明显差别。另外,R3a与I2GA1在LRR区域序列发生交换后,识别Avr3a诱导产生HR反应的能力也发生了交换,即R3a特异性识别Avr3a的关键序列位于LRR结构域内。     

利用VIGS技术研究马铃薯抗晚疫病基因R3a和RB的信号传导

 利用VIGS技术，在烟草中沉默已知的抗病信号传导关键基因SIPK、NDR1、SGT1、HSP90、NPR1、Rar1、EDS1、WRKY1，再瞬时表达马铃薯抗病基因和其相应的无毒基因RB-Avrblb1和R3a-Avr3a，根据过敏反应（Hypersensitive Response，HR）反应是否被阻断来研究RB和R3a介导的抗病信号传导。结果发现SGT1和HSP90基因沉默阻断了HR反应的发生，表明SGT1和HSP90是参与RB和R3a抗病信号传导途径过程中的关键基因。该技术体系的建立，为以后发现新的晚疫病抗病相关基因的功能验证提供了一个高效的技术平台。     

马铃薯5种病毒多重PCR检测技术的建立及应用

采用多重RT-PCR方法,建立可同时检测马铃薯X病毒（PVX）、马铃薯M病毒（PVM）、马铃薯Y病毒（PVY）、马铃薯A病毒（PVA）和马铃薯S病毒（PVS）的方法。根据 GenBank中PVX、PVM、PVY、PVA及PVS（CP）基因序列设计特异引物,对多重RT-PCR退火温度、循环次数、延伸温度、引物组合浓度进行优化,建立了能同时检测5种马铃薯病毒的多重RT-PCR方法。该方法能同时扩增出PVX、PVM、PVY、PVA及PVS特异片段,其大小分别是138、213、369、468和657 bp。测序结果表明,5种病毒的序列与相应参考序列相似性达到97%以上。灵敏度分析结果表明,多重RT-PCR方法能够检测植物组织量为10-3 mg。应用建立的多重RT-PCR检测方法对田间样品和组培苗进行检测,结果显示,该方法可以准确、快速、灵敏地同时检测单一或复合侵染的5种马铃薯病毒。     

野生种醋栗番茄抗晚疫病资源的筛选与分析

利用从世界各地收集的182份野生种醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium L.),采用喷雾接种法接种我国晚疫病主流生理小种T_(0,1)和T_(1,2),旨在筛选出抗晚疫病的遗传资源。结果表明,182份种质资源中有25份种质对T_(0,1)小种表现稳定抗性,占总数的13.74%,其中免疫(I)1份,高抗(HR)5份,中抗(MR)19份;对T_(1,2)小种表现抗性的种质资源为22份,占12.09%,其中高抗种质3份,中抗19份。通过分析抗性种质的地理位置,发现抗性种质分布相对集中,主要来源于秘鲁首都利马。利用18个SNP分子标记对抗性种质进行聚类分析,将抗性种质分为两大类群,其中第Ⅰ类群包含13份种质,地理分布相对集中,抗性水平差异较小;第Ⅱ类群包含9份种质,地理分布相对分散,抗性水平差异较大。试验获得的抗晚疫病种质资源,尤其是高抗种质PI390730、LA1604、L03707,可作为优异抗源应用于番茄抗晚疫病育种。     

中国马铃薯主要育成品种抗病毒分子标记分析

Ryadg与Rx是分别控制马铃薯对PVY和PVX极端抗性的两个重要基因。利用与两个抗PVY和PVX的基因紧密连锁的标记RYSC3与Rxsp,分别对190份中国马铃薯育成品种进行分子标记分析。结果显示,只含有RYSC3标记的品种15份,占总品种的7.9%|只含有Rxsp标记的品种8份,占总品种的4.2%|既含RYSC3标记也含Rxsp标记的品种7份,占总品种的3.7%。在含有这两种标记的品种中,40%以上为新型栽培种（Neo-tuberosum）和来源于国际马铃薯中心（CIP）的资源育成的品种,50%以上为2001年之后审定的品种。结果表明,目前我国具有抗病毒能力的马铃薯育成品种所占比例仍然较小,但是最近几年来比例在逐渐提高,马铃薯抗病毒育种正在逐渐取得进步。     

利用PCR技术同时鉴定番茄抗根结线虫和抗斑萎病毒基因

 利用同一PCR反应体系，对分别与番茄抗根结线虫的 基因和抗斑萎病毒(1w V)的Sw一5基因紧密连锁的SCAR标记进行了同时扩增筛选，扩增的特异性片段与单引物扩增片段完全吻合，其中与基因紧密连锁的SCAR1标记为共显性标记，抗感试材均产生750 bp的特异片段，纯合和杂合抗病基因型试材存在 I酶切位点，酶切后分别产生了570 bp、160 bp和750 bp、570 bp、160 bp的不同特异性片段，而感病基因型试材无 I酶切位点；与Sw一5基因紧密连锁的SCAR2标记为显性标记，只有抗病试材扩增出400 bD的特异性片段。经反复验证，结果稳定准确可靠，可用于在同一PCR反应体系中对两个抗病基因进行同时筛选鉴定。     

马铃薯转萝卜抗菌肽基因植株的获得及其抗晚疫病的初步鉴定

为获得抗晚疫病的转基因马铃薯植株,采用根癌农杆菌介导法,以微型薯薯片为外植体,将萝卜抗菌肽基因（AFP）导入马铃薯栽培品种夏波蒂（Shepody）中,通过草甘膦抗性筛选和PCR检测获得了4株转基因试管苗,并经黑暗诱导获得了微型薯。采用离体叶片接种法,对微型薯长出的叶片进行抗晚疫病鉴定,结果表明这4个株系的抗病性均有一定程度的提高。     

马铃薯新品种商马铃薯一号的选育

商马铃薯一号是以中薯2号为母本、阿奎拉为父本,通过有性杂交选育而成。该品种早熟,生育期65 d;抗卷叶病毒病、花叶病毒病、晚疫病、早疫病和环腐病;薯块长椭圆形,黄皮黄肉,薯皮光滑,芽眼浅,商品薯率87.9%以上,品质优;属鲜食加工兼用型品种,适合中原二季作区纯作或间作套种栽培。