大豆胰蛋白酶抑制剂与大豆抗大豆胞囊线虫的关系

对大豆胞囊线虫3号小种的抗病品种Hartwig和小粒黑豆,感病品种辽豆15和中黄28分别接种线虫,检测大豆根系中大豆胰蛋白酶抑制剂的表达量对大豆抗胞囊线虫的抗性.经过胰蛋白酶抑制剂活性测定结果表明,接种大豆胞囊线虫的抗感品种的大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)表达量明显高于未接种的品种,各个品种的STI表达量也不同.说明大豆胰蛋白酶抑制剂参与抗病过程.但是各个品种的变化趋势并不相同,表明抵御线虫的抗病作用机制存在品种间差异.     

基因拷贝数变异分析法研究大豆胞囊线虫病抗性位点qSCN3-3抗性相关基因

基因拷贝数变异(CNVs)是引起大豆品种对胞囊线虫抗性差异的因素之一,以抗大豆胞囊线虫病种质东农L~(-1)0以及感病种质黑农37、绥农10和绥农14为试验材料,利用实时荧光定量PCR法对大豆胞囊线虫抗性QTL位点qscn3-3内27个编码基因进行拷贝数变异分析,F测验表明15个目的基因在不同品种间存在拷贝数变异;抗感病品种PCR产物丰度相对值分析结果表明9个目的基因拷贝数在抗感病种质间存在显著的差异,推测其功能是通过编码抗病蛋白和富亮氨酸蛋白来实现大豆对大豆胞囊线虫相关抗性。     

抗感大豆品种接种胞囊线虫后根部异黄酮含量变化

本文通过对2个抗胞囊线虫大豆品种(灰皮支黑豆和五寨黑豆)和2个感胞囊线虫大豆品种(中黄13和中黄35)接种胞囊线虫4号小种(SCN4)后的异黄酮含量变化分析,初步探索异黄酮在大豆对胞囊线虫抗性中的作用。结果表明,4个抗感大豆品种接种SCN4后根部异黄酮含量均诱导增加,但诱导增加程度不同,除灰皮支黑豆外,其他3个品种的异黄酮含量相比对照均显著升高。两个抗病品种的异黄酮诱导模式也不同,表明大豆对胞囊线虫的抗性可能存在多种机制,异黄酮可能参与其中的部分抗性机制。     

不同大豆品种根系对大豆胞囊线虫趋化性的影响

以4种不同抗性大豆品种为试材,研究了离体大豆胞囊线虫二龄幼虫对不同抗性大豆品种幼根和不同时期根系分泌物的趋化性.结果表明:在不同抗性不同苗龄大豆根系分泌物作用下,二龄幼虫在根系分泌物周围0～1 cm区间内的分布存在明显差异.感病品种辽豆10在根系分泌物周围0～1 cm区间内的平均分布率最高,达到12.21%,最高峰出现在6 d苗龄.而灰皮支黑豆等抗病品种对二龄幼虫的吸引高峰均出现在大豆出苗18 d后.研究二龄幼虫对离体幼根的趋性时发现,感病品种辽豆10的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有强烈的吸引性,而抗病品种灰皮支黑豆的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有排斥作用.     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制

以抗感大豆胞囊线虫3号生理小种品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和辽豆15为材料,室内人工接种大豆胞囊线虫,接种后5、10、15、20、25、30 d取样,测定抗感品种接种与未接种根内丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量的动态变化,初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制.结果表明:大豆受大豆胞囊线虫侵染后,抗病品种灰皮支黑豆根内丙二醛(MDA)、可溶性糖含量低于感病品种辽豆15,而可溶性蛋白含量高于感病品种辽豆15.     

轮作植物对大豆胞囊线虫抑制作用的研究

轮作是防治大豆胞囊线虫病的有效措施,旨在探讨常用和潜在的轮作植物对大豆胞囊线虫病的抑制作用.为黑龙江省大豆生产轮作体系改进提供技术支持.2006年,选择5种轮作植物(大麦、红三叶草、万寿菊、亚麻、玉米)与感病品种一起种在大豆胞囊线虫病圃;2007年种植玉米、小麦和感病大豆.检测两年播种前和收获后土壤中大豆胞囊线虫胞囊、卵和二龄幼虫数量;2008年所有小区种植感病大豆,测定大豆产量.结果表明:连续种植大豆的处理卵数量增加了13%,而种植万寿菊、红三叶草和大麦茬后复种红三叶三个处理的土壤中卵的数量明显减少,减少率分别为80%、58%和68%,其他轮作处理土壤中大豆胞囊线虫群体密度也有不同程度降低,而且,轮作区大豆产量也有提高.结果显示:合理种植万寿菊、红三叶草以及大麦后复种红三叶草可以减少土壤中胞囊线虫的密度,对大豆胞囊线虫的抑制作用好于常规轮作作物玉米.而综合考虑不同作物对土壤养分的影响,以及在黑龙江省的播种面积,则可以确定能够使土壤中胞囊线虫密度减少,同时义能够提高土壤养分的合理的轮作方式为万寿菊一玉米一大豆.     

抗大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3)核心种质代表性分析

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)病是大豆生产中最严重的病害,这种病害最好的防治措施就是培育抗性品种.然而,中国大多数大豆育成品种都不抗SCN3.为了有效的研究和利用中国的大豆抗胞囊线虫种质资源,将64份中国小黑豆品种(包括鉴别寄主)对现有的1、2、3、4、5、7、14号7个大豆胞囊线虫(Hererodera glycines)生理小种进行了抗性鉴定,应用SPSS统计系统软件将供试品种的抗病基因进行分类;同时调查了在田间根部感染SCN3的胞囊数量.结果表明:在相似距离为0.52时,将供试64个品种按含有抗感大豆胞囊线虫生理小种的抗性基因差异,可以划分为7大类.在田间连续5年(2003～2007)跟踪调查不同大豆根部侵染的胞囊量情况,平均胞囊量为0的有应县小黑豆等共18个品种;平均胞囊量为0.07的有哈尔滨小黑豆等共8个品种;平均胞囊量为0.13的有平顶山和茶豆;其它各品种的平均胞囊量均在0.13～6.00之间.综合上述试验结果以及各品种的农艺性状,选用等比例取样法构建了由16份种质资源组成的抗SCN3初选核心种质.抗SCN3初选核心种质的建立,为深入了解中国大豆抗性种质的遗传多样性、研究SCN3复杂抗性遗传变异规律和发掘新基因提供了合理的样本,同时将有助于加速抗病育种的进程,满足生产上的需要.     

SSR标记技术及其在大豆抗胞囊线虫研究中的应用

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)病是给世界大豆生产造成严重损失的重要病害之一,发现和利用新的抗线虫基因并转到丰产品种中可以有效地控制这种病害.SSR标记为分子辅助选育抗胞囊线虫的新品种和抗性鉴定提供了新的思路.阐述了SSR的原理和方法,概括介绍了其在大豆抗胞囊线虫研究中的应用.     

大豆胞囊线虫病研究进展（续三）

(上接续二) 也有研究认为大豆胞囊线虫侵入大豆8h后,抗病品种Centennial根内有大豆素Ⅰ在线虫头部周围积累,而感病品种Ransom则没有大豆素积累,认为大豆素可能是大豆抗大豆胞囊线虫的一种机制(吴海燕等,2001).乔燕祥等(1999)认为防御酶活性与病原物侵染植物有关.乔燕祥等研究了大豆抗源抗大豆胞囊线虫过程中过氧化物酶(POD)活性和酶谱变化认为,在大豆胞囊线虫侵染高峰期(30～35d)高抗抗源体内POD酶活性最强,酶谱着色较深,而感病品种在侵染高峰期POD酶活性降至最低值,并且有一些酶带受损甚至消失.     

不同抗性的大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体动态的影响

对不同抗性的大豆品种与大豆胞囊线虫的田间动态关系的研究。研究结果表明，不同抗性大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体均有较大的影响。感病品种辽豆10根际中J2含量在5月24日达高峰，每100ml土壤中60.4条，而抗病品种Peking根际与休闲地中J2的变化趋势相似；胞囊量在6月6日有一高峰，为23.3个/100ml土；抗病品种PI90763、哈尔滨小黑豆、应县小黑豆、Franklin根内的J2数量在5月24日达高峰，但从J2、J3、J4整体动态变化结果来看，可初步认为辽K89102为抗侵入品种，PI90763为抗发育品种，辽豆10和开育10是高感品种。     

土壤淋溶液对大豆胞囊线虫卵孵化的影响

大豆胞囊线虫病是一种世界性的大豆病害,利用寄主植物的抗性和作物轮作已长期用来控制该病害.但是为了进一步解释中国大豆主产区利用抗性品种和轮作对大豆胞囊线虫病控制作用机制,将大豆胞囊线虫病抗性品种-抗线4号和感病品种-合丰25移栽到6种不同种植顺序土壤中,测定各土壤淋溶液对大豆胞囊线虫(SCN)3号生理小种卵孵化的影响.结果表明:大豆胞囊线虫卵孵化明显被不同轮作系统中种植抗感品种后土壤淋溶液影响.在麦豆麦、豆麦豆、米豆米和大豆连作12年的茬口中种植合丰25后土壤淋溶液比休闲区淋溶液和蒸馏水对照刺激更多的卵孵化,并且孵化速度也快.但是抗线4号在豆麦豆种植后土壤淋溶液较蒸馏水对照和不栽苗的土壤淋溶液明显抑制了卵孵化.在豆麦米和休闲区种植合丰25和抗线4号后土壤淋溶液对SCN卵孵化影响不大.所以大豆胞囊线虫病抗性品种-抗线4号可以被种植在豆麦豆轮作系统,感病品种-合丰25能被种植在豆麦米种植顺序中.     

抗病基因对大豆胞囊线虫3号生理小种的选择作用

为了解育成抗病品种抗性稳定性及胞囊线虫生理小种侵染力的变异,于2005～2008年,应用黑龙江省发生的大豆胞囊线虫3号生理小种及已经通过鉴定的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的品种,哈尔滨小黑豆、灰皮支等8个品种和感病对照品种Lee68为材料,进行抗病基凶对大豆胞囊线虫3号生理小种选择作用研究.在盆栽条件下,强迫大豆胞囊线虫3号生理小种的群体在抗病品种上繁殖10代,选用5个标准鉴定大豆胞囊线虫生理小种的鉴别品种,重新鉴定经抗病基因选择后的大豆胞囊线虫的生理小种类型.结果表明:原来为3号生理小种的线虫群体,经在抗病品种抗线虫1号、抗线虫2号、抗线虫3号、抗线虫4号、抗线虫5号上连续选择10代之后,变为6号小种;经在厌皮支黑豆上选择之后变为10号小种;经在Peking上选择之后变为14号小种,经在哈尔滨小黑豆上选择之后变为15号小种.上述鉴定结果说明,原大豆胞囊线虫生理种群体,经过在抗病品种上连续强迫繁殖后,形成新的生理小种,并使原扰病品种变为感染品种,认为在生产上采用轮作方式是保持抗线品种抗性稳定性的有效途径.     

胞囊线虫侵染抗感大豆品种后根系谷胱甘肽代谢水平差异研究

以大豆胞囊线虫3号生理小种抗性品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和感病品种辽豆15为材料,室内人工接种大豆胞囊线虫,检测抗、感品种侵染后二龄幼虫数量变化及根内活性氧变化,利用Real-Time Quantitative PCR分析了在大豆胞囊线虫3号生理小种互作下谷胱甘肽代谢途径相关基因在抗感大豆品种根内的相对表达量变化情况。结果表明:接种后第5天,抗感品种根内幼虫的数量大致相同;第15天,在灰皮支黑豆中,根内线虫幼虫数量减少;辽豆15根内H2O2含量始终略高于灰皮支黑豆;大豆胞囊线虫侵染后,谷氨酰胺半胱氨酸连接酶基因接种后3个时期的表达均上调;而谷胱甘肽合成酶基因在感病品种和抗病品种中处理组呈现了不同的表达趋势,尤其在接种15 d,在抗病品种灰皮支黑豆中表达下调,而在感病对照中表达上调;H型谷胱甘肽合成酶基因在抗性品种灰皮支黑豆中下调,说明谷胱甘肽相关基因的减少和下调在抗病品种灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫的抗性呈正相关,导致大豆根系的氧化性增强,从而不利于大豆胞囊线虫的定殖和发育。     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制研究

以抗、感大豆胞囊线虫4号生理小种的灰皮支黑豆和晋豆11为材料,人工接种胞囊线虫,在出苗后定期取样,测定抗、感品种接种与未接种处理根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性以及根系内丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基(O.2-)含量的动态变化,以初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制。结果表明,受大豆胞囊线虫4号生理小种侵染后,抗、感品种根系内PAL、SOD、POD、PPO酶活性均有增加,并且抗病品种根系酶活性增加相对较多,且持续时间长,而MDA和O.2-含量则在感病品种晋豆11中明显升高。在抗病品种根系中,接种前后MDA和O.2-含量变化不大。表明抗病品种比感病品种具有更强的防御能力和抗膜脂过氧化能力。     

大豆与胞囊线虫互作中GmPR的表达研究

为探究大豆在大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)胁迫下病程相关蛋白基因(GmPR)的表达情况,以大豆(Glycine max)感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆为材料,通过实时荧光定量PCR和亚细胞定位,检测了大豆接种大豆胞囊线虫后,六种GmPR基因的表达水平,分析这些基因在抗病品种和感病品种中的表达情况,并且构建了融合表达载体以探究GmPR2和GmPR10在亚细胞水平的分布情况。结果表明,在抗病品种中,胞囊线虫强烈诱导GmPR2(β-1,3-葡聚糖酶基因)的表达,在线虫的侵染初期和发育期大幅度上调表达,在感病品种中表达量差异不显著,表明葡聚糖酶基因可能在大豆抗胞囊线虫中起到抗性作用;GmPR3和GmPR10在线虫发育期表达量达到最高值,表明这些基因可能与大豆抗胞囊线虫发育的调控有关。通过亚细胞定位研究,GmPR2主要分布于细胞膜,GmPR10主要分布于细胞质和细胞核,与预测结果相符。大豆胞囊线虫的侵染能够不同程度地提高病程相关蛋白基因转录水平,GmPR基因的表达特点表明其在大豆抗胞囊线虫过程中起不同的作用。     

黑土区不同抗性大豆品种与大豆胞囊线虫群体动态关系

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichnohe,简称SCN)病是一种大豆最严重的病害之一,应用抗病品种和轮作是控制该病最经济有效的方法.上个世纪80年代以来我国也相继育成了一些抗大豆胞囊线虫病品种,为了探讨不同抗性品种与大豆胞囊线虫群体动态关系和抗性品种的抗性机制,在黑土区的中国科学院海伦农业生态试验站的长期定位区,取我国大豆主产区常见的小麦--玉米--大豆轮作、玉米--大豆--玉米--大豆迎茬、小麦--大豆--小麦--大豆迎茬和大豆连作13年4种轮作方式,以在我国大豆主产区育成的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的抗线4号和非抗病品种黑农35为材料,研究了不同抗性品种大豆在不同轮作系统中根内不同龄期线虫和根面雌虫发育动态.结果表明,不同大豆品种根内二龄幼虫(J2)数量存在着差异,在大豆连作13年、豆米豆和豆麦豆茬口上种植的抗线4号根内J2数量高于黑农35;在大豆连作13年、轮作、米豆米豆迎茬和麦豆麦豆迎茬4个茬口中抗线4号根内三龄幼虫(J3)、四龄幼虫(J4)数量和根面雌虫数量明显低于黑农35.由此推断抗线4号对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性机制可能是抗线虫发育,而不是抗线虫侵入.     

利用抗感品种混种防治大豆胞囊线虫效果的研究

在温室条件下以抗大豆胞囊线虫品种抗线4号和非抗大豆胞囊线虫品种黑农35为试材,探讨了品种混种对感病大豆生长发育的作用和抗线4号根系浸出物对黑农35生长发育的影响。结果表明,接种SCN后,大豆植株生长受抑制,其中抗线4株高减少幅度最高达到21.4%,主根长减少最高达到24.9%,侧根数减少幅度为7.8%～55.1%;黑农35清种时受大豆胞囊线虫危害,株高减少15.5%～30.8%,主根长减少17.2%～32.3%,侧根数减少最高达到71.9%。抗线和非抗线品种混种有利于大豆抵御大豆胞囊线虫的危害,促进植株的生长发育,与黑农35清种相比,品种混种作物群体的株高、植株鲜重、根鲜重和根长增加幅度分别高达16.9%、11.4%、17.9%和22.2%,与抗线4清种相比,品种混种主根长度增加最显著,达到9.3%。抗线4根系浸出物浇灌黑农35不接种SCN处理各测定指标的增幅达0.1%～8.4%,浇灌接种SCN的黑农35,各处理测定指标的增幅达9.7%～39.4%,说明抗性与非抗性品种混种后根系间相互作用可以促进非抗性品种生长发育,抵御大豆胞囊线虫的危害。     

五寨黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性遗传分析

大豆胞囊线虫3号生理小种是东北大豆产区分布最广、危害最大的生理小种,五寨黑豆对包括大豆胞囊线虫3号生理小种在内的7个生理小种具有高抗性。以黑龙江省主栽品种合丰35为母本,与五寨黑豆进行杂交,通过鉴定F_2、F_3代对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性,研究了五寨黑豆对大豆胞囊线虫抗性遗传。结果表明:在以合丰35为遗传背景下,五寨黑豆对SCN 3号生理小种的抗、感分离比例符合孟德尔遗传规律中1∶3的分离比例,表明五寨黑豆对SCN 3号生理小种的抗性是由1对隐性基因控制。     

胞囊线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异研究

为明确对大豆胞囊线虫病具有不同抗性的小黑豆品种的抗性机制,利用石蜡切片技术对线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异进行了研究。结果表明:在侵染初期,抗感品种侵入根内的线虫数量没有明显差异,抗病品种形成合胞体的时间要早于感病品种辽豆15,哈尔滨小黑豆较早地在中柱内形成了合胞体,抗侵入能力较弱。随着线虫的侵染,抗病品种逐渐形成过敏性坏死反应,阻止线虫发育使根内形成非常少量的雌虫,其中灰皮支黑豆根内几乎没有雌虫形成,抗发育能力最强。感病品种辽豆15根内没有发生过敏性坏死反应形成了大量雌虫。在寄主维管束中,侵染后期中柱内形成的合胞体会使感病品种辽豆15木质部外移,根内导管数量减少,不利于水分运输的安全性。而3个抗病品种小黑豆的木质部组织结构没有发生病变,利于大豆的正常生长。     

大豆胞囊线虫不同生理小种对大豆生理指标的影响

对3个大豆品种辽豆10、PI88788和PI90763子叶展开后同时接种大豆胞囊线虫1号、3号和14号生理小种.分别于接种后6、12、18、24和30 d取样,测定各品种根部丙二醛含量、电解质渗透率以及叶片的叶绿素含量3项生理指标,分析不同大豆品种接种大豆胞囊线虫不同生理小种后生理变化以及各品种与所接种线虫的抗性关系.结果表明:PI88788接种大豆胞囊线虫1号生理小种和PI90763接种14号生理小种后3种生理指标均显著高于对照,而 PI88788接种大豆胞囊线虫3号和14号生理小种后3种生理指标略高于对照;PI90763接种大豆胞囊线虫1号和3号生理小种后3种生理指标略高于对照.试验结果表明PI88788对大豆胞囊线虫3号和14号生理小种具有一定的抗性;PI90763对于大豆胞囊线虫1号和3号生理小种具有一定的抗性.不同大豆品种对大豆胞囊线虫不同生理小种的抗病性与接种SCN后大豆植株内丙二醛含量、电解质渗透率以及叶绿素含量的变化密切相关.