东北地区2009年玉米大斑病菌生理小种鉴定与动态分析

利用含Htl、Ht2、Ht3和HtN抗性基因的玉米自交系作为鉴别寄主,对2009年采自于辽宁、吉林、黑龙江省28个地区的113株玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum)进行生理小种鉴定和种群动态分析。共鉴定出0、1、2、3、N、12、13、1N、2N、123、12N和123N号12个生理小种,有能克服单抗性基因的小种,也有能同时克服4个抗性基因的强致病性小种,生理小种组成趋于多元化。其中,0号和1号小种为优势小种,分别占供试菌株的47.8%和19.5%。所鉴定的113个菌株对抗性基因Ht1、Ht2、Ht3和HtN的毒性频率分别为37.2%、21.2%、4.4%和15.9%。研究结果表明,东北地区玉米大斑病菌生理分化明显,生理小种的分布与种间的变异频率趋于复杂化。玉米大斑病菌0号和1号小种以外其他生理小种出现频率升高和品种抗性的丧失是玉米大斑病发生的重要因素。     

西南地区玉米大斑病菌生理小种鉴定

2008～2010年对采自西南地区的玉米大斑病标样经过单孢分离、纯化,共获得146个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主进行生理小种鉴定,共鉴定出9个生理小种,分别为0、1、2、3、12、1N、2N、3N、N。0号小种占鉴定菌株的62.33%,为优势小种,其次为1号小种,占鉴定菌株15.07%。毒性频率分析表明,所有供试菌株对Ht1抗性基因的毒性频率最高,为20.99%;对Ht3抗性基因的毒性频率最低,为1.36%;对Ht2和HtN抗性基因的毒性频率分别为13.01%和9.57%。目前,西南地区玉米大斑病生理小种分化明显,并且产生了新的生理小种,对玉米生产存在潜在威胁。     

我国玉米大斑病菌生理分化及小种分布研究

在温室条件下,利用从美国新引进的B37、B37Ht1、B37Ht2、B37Ht3、B37HtN和OH43、OH43Htl、OH43Ht2、OH43Ht3、OH43HtN两套玉米大斑病菌生理小种鉴别寄主,对来源于我国15省33市(县)的39株玉米大斑病菌株进行小种鉴定。结果表明,在供试菌株中共鉴定出0、1、2、12、123、1N、123N共7个生理小种,其中以0号和1号生理小种在我国分布广泛,出现频率最高,分别为33.3%和35.9%;在黑龙江、吉林、辽宁和河北等省(区)玉米大斑病菌生理分化明显、种类多,其他省(区)小种种类相对少。     

粗穗披碱草1HtS染色体的蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记

中国春-粗穗披碱草罗伯逊1Ht S.1BL易位系高抗小麦条锈病、叶锈病和白粉病。为了获得抗病小片段易位系,用中国春ph1b基因缺失突变体对1Ht S.1BL进行了诱导,获得了大量诱导后代。本研究用位于小麦1DS染色体的87个EST-STS标记对中国春、粗穗披碱草和1Ht S.1BL易位系进行分析,未发现多态性标记。对其中扩增较好的引物BE444859的PCR产物进行随机克隆测序,获得了14个序列,与已发表的小麦蛋白质二硫键异构酶基因序列具有97%以上的同源性,14个序列均包含3个外显子和2个内含子。限制性酶切位点分析表明,仅2个序列含有HaeIII酶切位点。验证实验结果表明,BE444859/HaeIII组合可以在供试材料中获得多态性。进而用BE444859/HaeIII对一套中国春-粗穗披碱草附加系和151株诱导后代材料进行分析,结果显示,特异多态性条带仅出现在含1Ht S的材料中;68株后代材料均可扩增出多态性带。因此,BE444859/HaeIII可以作为粗穗披碱草蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记,用于检测小麦背景中的1Ht S染色体。本研究揭示当杂交亲本间无直接PCR多态性而又需要建立标记时,发展CAPS标记是行之有效的方法。     

分子标记技术在玉米大斑病抗性基因研究中的应用

分子标记技术是植物抗性基因研究的重要手段之一。简要介绍了目前常用的几种DNA分子标记技术。论述了玉米大斑病抗性基因的来源及抗性表现,其中受显性基因控制的质量抗性基因有Ht1、Ht2、Ht3和HtN;玉米大斑病数量抗性基因涉及12条染色体,对大斑病各生理小种均有效。分别阐述了对玉米大斑病质量抗性基因和数量抗性基因的定位,并对分子标记技术在今后的应用进行了展望。     

玉米大斑病抗性基因SNP基因芯片分析

利用SNP基因芯片(56 110个SNP)对3对玉米大斑病Ht3近等基因系进行检测分析。借助生物信息学和比较基因组学方法,确定了29个相关数量抗性候选基因,均分布于2、3、7、9号染色体;14个候选基因与各类酶活性、能源合成、金属离子、DNA合成修饰、抗逆等功能相关。其中,GRMZM2G058197位于7号染色体bin7.04区域166087520-166091392,与玉米大斑病质量抗性基因Ht3基因位置相吻合。     

水稻果皮色泽近等基因系的构建及近等性评价

 以紫香糯和春江糯2号为亲本,利用F2、BC1F1和F3分离群体对果皮色泽性状进行遗传分析,并构建了7对果皮色泽近等基因系。遗传分析结果表明紫香糯果皮的色泽性状由两对互补基因控制。对7对近等基因系进行的性状相似性和遗传背景的SSR分子标记检测结果表明,近等基因系间在农艺性状上除了千粒重外,其他性状差异均不显著。利用34对亲本间多态性SSR分子标记,发现5对黑、白近等基因系仅在目标基因区段检测到了多态性标记,近等性比较理想;2对黑、褐近等基因系除了目标区段外,还分别在第11、12染色体检测到了多态性标记,近等性较差。     

抗稻瘟病Pi2/9/z-t基因特异性分子标记的开发

通过对已克隆的抗稻瘟病基因Pi2、Pi9以及Piz-t进行序列比对,寻找各自特异的核苷酸差异,成功开发了基于PCR技术以及电泳检测技术的Pi2/Pi9/Piz-t以及Piz-t的基因特异性分子标记,能有效地将Pi2/Pi9/Piz-t与该位点上的其他抗性等位基因及感病等位基因区分开,这为分子标记辅助育种及抗病基因聚合提供有效的分子标记。用Pi2/Pi9/Pizt基因特异性分子标记对来自全国各稻区的共101份水稻品种和育种亲本进行分子检测,结果发现,除2个品种检测到Piz-t带型之外,大部分水稻品种不携带这3个抗性基因,这为有目的地开展品种的抗性改良提供了重要的参考信息。     

河北省玉米大斑病菌生理小种组成研究

采用鉴别寄主鉴定技术,对2009～ 2010年采自河北省的120份玉米大斑病菌菌株进行生理小种组成及毒性分析.结果表明,共鉴定出15个生理小种致病类型,即0、1、3、N、12、13、1N、23、2N、3N、123、12N、13N、23N和123N,其中,0号和1号生理小种为优势小种,分别占总分离数的24.2％和20.8％;其次为1N和N号生理小种,分别占总分离数的10.0％和9.2％.春玉米区大斑病菌生理小种的结构较复杂,出现多个生理小种类型,夏玉米区大斑病菌生理小种的结构相对较简单.将各菌株进行毒性分析发现,河北省玉米大斑病菌对Htl和HtN基因的毒性较高,毒性频率分别为57.5％和37.5％;对Ht2和Ht3基因毒性较低.     

小麦品系天00127抗白粉病基因遗传分析与SSR标记定位

白粉病是严重危害小麦安全生产的重要病害之一。天00127是对小麦白粉病具有良好抗性的新品系。为明确其白粉病抗性及遗传规律,选用白粉菌系Linxia-3对天00127与感病品种铭贤169的杂交F1、F2代分离群体和F3代家系进行温室苗期抗白粉性遗传分析,并对其抗白粉病基因进行SSR分子标记分析。结果表明,天00127对Linxia-3的抗性由1对隐性基因控制,暂命名为PmT00127。筛选到3个与目的基因连锁的SSR标记Xgwm566、Xgwm376和Xwmc1,距离目的基因最近的两侧标记为Xgwm566和Xgwm376,其遗传距离分别为3.7和2.2cM,初步表明抗病基因位于小麦3B染色体上。分子检测及系谱分析结果表明,PmT00127可能是一个来自农家品种白大头的抗白粉病新基因。     

黑龙江省玉米大斑病菌生理小种组成及变化动态分析

明确黑龙江省不同生态区玉米大斑病菌生理小种组成及变化动态,采用Ht单基因常规鉴别寄主技术,对 2018、 2019年采自黑龙江省 39个市县的 138株玉米大斑病菌菌株进行生理小种鉴定,共鉴定出 0、 1、 2、 3、 N、12、 13、 1N、 2N、 12N和 13N号 11个生理小种。所鉴定的 138个菌株对 Ht1、 Ht2、 Ht3和 HtN抗性基因的毒性频率分别为 46.1%、 15.3%、 9.3%和 21.5%。分析 2005～2019年间黑龙江省玉米大斑病菌生理小种组成结构及变化动态规律,发现近 15年黑龙江省大斑病菌生理小种分化呈现日趋复杂化,不断有新的小种出现,从 2005年的 10个小种到现在16个小种均已被监测到。不同时期各小种组成及出现频率均在不断变化中, 0和1号小种始终是该地区的优势小种。     

玉米Ht近等基因系的RAPD、SSR分子标记比较研究

通过对玉米Ht近等基因系的RAPD、SSR分析研究,100对SSR引物中有4对引物表现差异,而100个RAPD随机引物均没有差异表现;这表明,在对玉米近等基因系进行差异研究时,SSR标记比RAPD标记更具有优越性,通过这4个SSR标记的定位结果,推测在玉米中可能具有类似小麦ph1基因作用的基因存在。     

冰草EST-SSR引物和小麦EST-SSR引物在黑麦属基因组的通用性分析

为研究黑麦属植物的遗传多样性,开发R基因组特有的分子标记并绘制其遗传连锁图谱,选用1 343对冰草EST-SSR引物和786对小麦EST-SSR引物对新疆杂草黑麦和栽培黑麦(共计6份材料)的全基因组进行了PCR扩增,结果显示,有679对冰草EST-SSR引物能够扩出清晰的条带,占引物总数的50.6%;其中有187对引物在6份黑麦材料基因组中扩增产物表现为多态性,占其引物总数的13.9%,平均每对引物扩增条带数为1.1。有364对小麦EST-SSR引物可扩增出清晰的条带,占其引物总数的46.3%;其中有135对引物在6份黑麦材料基因组中扩增产物具有多态性,占其引物总数的17.1%,平均每对引物扩增条带数为2.0。冰草EST-SSR引物在黑麦中的有效扩增效率高于小麦EST-SSR的有效扩增效率,但扩增多态性后者大于前者。两种来源引物扩增强带比率分别为51.8%和32.6%。结果表明小麦和冰草的EST-SSR引物均可用于黑麦基因组分析研究。     

波斯小麦Cypa35-3成株期抗白粉病基因定位

源自苏联的波斯小麦Cypa35-3对陕西关中地区白粉菌优势小种表现为成株期高抗白粉病。为明确Cypa35-3抗白粉病基因所在染色体位置及其抗白粉病基因的遗传规律,利用Cypa35-3与高感白粉病的加拿大二粒小麦Flavescens进行杂交,在成株期自然发病条件下对亲本及其杂交F₁、F₂、F_2∶3群体进行白粉病抗性评价与遗传分析;选用分布于A、B染色体组14对染色体上共计601对SSR标记,利用分离群体分组分析法(BSA)对Cypa35-3的F₂群体进行多态性标记筛选。结果表明,Cypa35-3的成株期白粉病抗性受1对显性基因控制,暂命名为PmCypa35-3。通过群体筛选,获得4对位于1B染色体上的SSR标记,分别为Xbarc81、Xcfd48、Xbarc61、Xbarc302,其中Xbarc81、Xcfd48位于PmCypa35-3两侧,遗传距离分别为25.2 cM、8.6 cM。由此将成株期抗白粉病基因PmCypa35-3初步定位于1B染色体。通过与1B染色体上及波斯小麦中正式命名的抗白粉病基因...     

普通小麦D染色体组上psy基因位点的分子证据

为检测普通小麦D染色体组是否存在psy基因,以扩增普通小麦(2X=AABBDD=42)psy基因的相同引物psy02和psy06在节节麦(2X=DD=14)中进行PCR反应。结果表明,引物psy02在节节麦基因组DNA中的扩增产物长206 bp,与普通小麦中扩增的196 bp序列同源率为93.0%,对应的第2外显子区域内仅有1 SNP;引物psy06在节节麦基因组DNA中的PCR产物长305 bp,与普通小麦中扩增的302 bp序列同源率达95.77%,对应的第6外显子区域内无SNP,说明在小麦D染色体组中存在psy基因,且psy基因部分外显子序列在D染色体组的进化过程中相对保守。     

六个小麦品系的抗叶锈性评价

为探究供试的6个小麦品系对叶锈病的抗性状况及所含的抗叶锈基因,利用苗期基因推导、成株期抗病鉴定和分子标记辅助检测进行综合鉴定。结果表明,6个小麦品系中,cp0262811可能含有Lr3bg、Lr42和Lr44;cp012733177可能含有Lr2c、Lr3bg、Lr16、Lr26和Lr42;cp20334178和cp023924377可能含有Lr16和Lr26;cp203015218可能含有Lr3、 Lr3bg、Lr11、Lr17和Lr26;cp2038432具有很好的苗期和成株期抗性,可能含有Lr16、Lr26、Lr37和其他抗叶锈基因。测试的6份小麦材料不含有Lr1、 Lr9、Lr10、Lr12、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr38、Lr41和Lr47。结果表明,这些小麦品系中含有比较丰富的抗叶锈病基因,具有较好的抗叶锈性。