大豆品种(系)抗疫霉根腐病基因的连锁SSR标记分析

大豆疫霉根腐病是大豆破坏性病害之一.利用抗病品种是防治该病的唯一有效的方法.迄今,已经鉴定了15个抗大豆疫霉根腐病基因(Rps基因),而且大豆部分基因都获得了不同类型的分子标记.本研究根据以前抗病基因推导结果选择26个可能含有Rps1基因座位等位基因或(和)Rps4基因的大豆品种(系),利用分别与Rps1a和Rm4紧密连锁的SSR标记进行抗病基因的分子检测,通过比较含有已知抗病基因对照大豆品种(系)分子标记检测结果并综合以往基因推导结果推断检测品种(系)的Rps基因.在选择的26个品种(系)中,长农14号被证明含有Rpsla,周豆13和铁95068-5含有Rps1α与Rps4基因组合,品系50794、科8924-3和合豆1号含有Rps4;有11个品种(系)存在含有Rps1a的证据、品系50052被推断含有Rps1c与Rps3b基因组合,但不排除这些品种(系)在Rps1座位含有一个新等位基因的可能性.另外.有7个品种(系)的所含抗病基因不能确定,它们可能含有新的Rps基因.     

RxLR效应因子Avr3a、Avr4和IPI-O在中国致病疫霉菌株中的组成

 由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的马铃薯和番茄的晚疫病是一种世界范围内的重要病害。在致病疫霉与寄主的互作过程中,效应因子对于病原物能否成功入侵与定殖起到了关键作用。本研究检测了来自中国马铃薯主产区的37株致病疫霉菌中编码Avr3a, Avr4和IPI-O三种效应因子的基因组成,研究发现来自国内的所有供试菌株中只有1株分离自马铃薯的和2株分离自番茄的致病疫霉含有无毒基因Avr3a(编码Avr3a^KI),其余菌株均含有avr3a(编码Avr3a^EM);所有菌株中都仅含有编码截断蛋白的avr4;从37株国内菌株中共检测到了25种ipiO变异型,其中20种为新变异型,聚类分析的结果表明这些变异型仍属于已报道的三类ipiO,而且大部分ipiO变异型为无毒型,可以被抗性基因Rpi-blb1识别。该研究结果表明avr3a和avr4普遍存在于中国致病疫霉菌株中,推测大部分菌株可以克服R3a和R4抗性基因;而ipiO的无毒变异型仍然普遍存在于国内致病疫霉群体中,可以被马铃薯含有的抗性基因Rpi-blb1识别。     

小麦抗白粉病基因Pm13及Pm4累加体的分子标记辅助选择

 利用Pm4的STS-PCR标记及Pm13的SCAR标记,检测含Pm4b的YW243与含Pm13抗性基因品系杂交的F₃代的抗感单株,初步筛选到累加了Pm4b及Pm13两个抗性基因的植株R1、R4;并分别对R1和R4自交后代(F₄代)的15个抗病单株进行跟踪检测,得到13株累加体,而另外2株仅具Pm4b基因。本研究说明分子标记是检测抗病基因累加体、辅助育种的有效手段。     

43个中国小麦品种(系)抗叶锈性研究

 选用12个墨西哥叶锈菌生理小种对43个中国小麦品种(系)所携带的抗叶锈病基因进行了推导,在25个品种(系)中推导出6个抗叶锈基因Lr1,Lr10,Lr13,Lr14a,Lr16和Lr26,9个品种(系)对本试验所使有的12个叶锈菌生理小种都表现感病反应,另有9个品种(系)携带未知的抗叶锈基因。在墨西哥2个地点进行的田间成株期抗叶锈性试验表明,12个品种(系)表现慢叶锈性,在将来的抗病育种中有一定的应用价值。     

小麦新品系抗白粉病基因分析

 本文对6个小麦新品系所含的抗白粉病基因进行了遗传分析。将感病品种Liaochun10分别与SM 20121、SM 203390、SM 20125、SM 200332、SM 20126、SM 20005杂交和自交,并将这6个品系互配成半双列杂交组合。用小麦白粉菌15号小种的单孢堆菌系对各杂交组合的亲本、F₁、F₂代群体及F₃代家系进行了苗期抗病性鉴定。遗传分析表明,供试的6个品系对小麦白粉菌15号小种的抗性均由1对显性基因控制。等位性分析推断:SM 20121、SM 203390、SM 20125和SM 200332含有抗白粉病基因Pm12;SM 20126含有抗白粉病基因Pm21;SM 20005含有抗白粉病基因Pm16。建议将这6个品系作为优良抗病亲本利用。     

黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测

 为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25;6份小麦品种可能含有Sr31;19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。     

4个冬小麦新品系抗白粉病基因的鉴定

 分别用含有已知抗白粉病基因Pm2、Pm4b、Pm6的品种和感病品种与作者培育的4个抗白粉病新品系杂交,在温室鉴定了亲本和F₂代幼苗对北京地区优势白粉病菌株E09号的反应,以确定它们含有的抗病基因。结果:CA9550含有2对有效抗病基因Pm2和Pm4b;CA9640、CA9641和CA9648均含有1对有效抗病基因Pm2。     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

RXLR类效应分子PITG_21645.2的基因序列分析及功能验证

 马铃薯晚疫病黑龙江菌株效应分子PITG_21645.2在本氏烟(Nicotiana benthamiana)上可以抑制由INF1引起的过敏性细胞坏死(Hypersensitive response, HR)。为验证其为致病疫霉致病的重要效应分子,克隆了10个致病疫霉菌株以及3个同属卵菌菌株中的PITG_21645.2同源基因,它们在氨基酸序列上相似度为93%~100%。与INF1共表达的结果显示,仅有PITG_21645.2^MP903丧失了抑制HR的功能。其中PITG_21645.2^MP903的第31位氨基酸存在特异性,编码丝氨酸,其余同源基因在该位点均编码天冬酰胺。PITG_21645.2^MP903回复突变体(S31N)能够恢复该基因抑制INF1引起HR的功能,说明第31位氨基酸是影响抑制功能的关键位点。另外,PITG_21645.2还能抑制BAX、大豆疫霉PsojNIP和效应分子Avh238在本氏烟上激发的HR,而PITG_21645.2^MP903都丧失抑制功能。本氏烟上表达PITG_21645.2能够促进致病疫霉在寄主上的定殖,从而提示PITG_21645.2在致病疫霉的侵染中发挥致病性功能。     

大豆与疫霉菌非亲和互作早期差异显示基因的表达分析

大豆疫霉根腐病是大豆的毁灭性病害。为了深入了解大豆对疫霉菌的分子抗病机制,以大豆疫霉菌1号生理小种游动孢子接种抗性品种绥农10的根部及下胚轴,通过反转录差异显示技术分离到疫霉菌侵染0、0.5、1、2和4h后大豆下胚轴和茎部的差异表达基因,其中至少有8个基因与抗病相关。接种后0.5 h开始上调表达的有肉桂酸-4-羟化酶基因、ATP合成酶β亚基基因,以及类花生泛素结合酶基因;接种后1h和2h依次开始上调表达的有尿苷二磷酸-N-乙酰基-α-D-氨基半乳糖基因和豌豆蓝铜蛋白基因;接种后4 h才上调表达的有TGA型碱性亮氨酸拉链基因、大豆环孢素基因和14-3-3蛋白基因。这8个基因中有1个基因与信号传导有关、4个基因与抗病和防御有关、2个基因与转录调控有关、1个基因与能量代谢有关。研究表明,以上8个基因在疫霉菌游动孢子萌发、侵入大豆和在大豆体内扩展过程中起着重要作用。     

源于柔软滨麦草抗小麦条锈病基因YrElm的遗传分析与SSR标记

 M852-1是由柔软滨麦草和普通小麦7182经杂交和回交培育的易位系。苗期抗病性鉴定结果表明,M852-1对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7和V26等7个中国小麦条锈菌主要生理小种或新的致病类型均表现免疫至高抗,是一个较好的抗条锈资源材料。用条锈菌流行小种CYR33对M852-1与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃和BC₁代进行抗性鉴定与遗传分析,发现M852-1对CYR33的抗条锈性由1对隐性基因控制,暂定名为YrElm。以F₂代分离群体构建作图群体,利用集群分离分析法,筛选到与YrElm连锁的5个SSR标记:Xcfd35、Xgwm161、Xwmc630、Xgwm533和Xcfd34,并将YrElm定位于小麦染色体3DS上。YrElm两侧最近2个SSR标记Xcfd35与Xgwm161的遗传距离分别为6.5 cM和4.2 cM。抗锈性鉴定、系谱分析以及分子标记检测结果表明,该抗病基因来源于柔软滨麦草。综合基因来源、分子检测及染色体位点等方面的分析,认为YrElm可能是一个新的抗条锈病基因。用该基因两侧最近两个标记Xcfd35和Xgwm161 检测68个甘肃和黄淮麦区小麦品种(系),10个(14.7%)品种能扩增出与M852-1相同的条带。进一步进行抗病性及系谱分析表明,这10个品种均不含YrElm。本研究结果为利用YrElm进行分子标记辅助育种和进一步的精细定位奠定了基础。     

以铭贤169为遗传背景的小麦抗条锈病基因YrJu4的单基因近等基因系构建

条锈病是我国小麦种植区域重要的流行病害之一。病原菌群体中流行小种改变常导致抗病品种"丧失"抗锈性。构建单基因近等基因系对于抗条锈病基因鉴定分析、病原菌小种毒性变异监测具有重要的意义。本研究以高感病冬麦品种铭贤169为遗传背景、尤皮Ⅱ号为抗条锈病基因供体转育构建单基因近等基因系。采用基因推导并结合遗传分析方法,明确铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的近等基因株系N27和N36所含抗条锈病基因的个数,并利用与YrJu4紧密连锁的SSR分子标记对鉴定株系进行分子检测。基因推导分析结果表明,N27和N36近等基因株系可能含有YrJu3或YrJu4,或YrJu3+YrJu4。用菌系CY17和CY26对利用N27和N36株系构建的群体进行遗传分析,发现这两个株系对CY17和CY26的抗性都是受1对显性基因控制。分子标记检测结果表明,N27和N36株系都可扩增出与来源于抗性基因供体尤皮Ⅱ号的YrJu4相同的型带。因此,来源于小麦条锈菌鉴别品种尤皮Ⅱ号的抗病基因YrJu4已成功转育到轮回亲本冬麦品种铭贤169中,N27和N36株系是以铭贤169为遗传背景的YrJu4的单基因近等基因系,即铭贤169*6/YrJu4。     

四川省17个主栽小麦品种中Lr26和Lr19检测

正小麦叶锈病是一种重要的小麦病害,培育和种植抗病品种是最为经济有效的防治方法。我国在小麦抗病育种工作中引入了1BL/1RS易位系,已知小麦抗病基因Lr26、Pm8、Yr9和Sr31均位于1BL/1RS易位系上~([1])。然而目前Lr26已丧失抗性~([2]),所以育种过程中需要谨慎考虑Lr26的使用。Lr19来源于长穗偃麦草~([3]),在我国目前为有效的     

西甜瓜果斑病菌avrRxo1同源基因激发玉米Rxo1抗性产生的研究

生物信息学分析发现西(甜)瓜果斑病菌(Acidovorax citrulli,Ac)基因组中存在水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)avrRxo1的同源基因avrRxo1_(Ac)。为了揭示avrRxo1_(Ac)是否能够激发玉米R基因Rxo1介导的过敏反应(Hypersensitive response,HR),本研究克隆了avrRxo1_(Ac)基因;氨基酸同源性分析结果显示:AvrRxo1_(Ac)与AvrRxo1的同源性为53.16%。将avrRxo1_(Ac)置于Xoc的avrRxo1突变体中,发现其不能恢复该突变体在含有Rxo1玉米上激发HR反应的能力;借助农杆菌瞬时表达体系发现AvrRxo1A,也不能在Rxo1玉米上激发HR反应。这些结果表明avrRxo1_(Ac)-Rxo1互作不表现为基因-对-基因关系,暗示Rxo1抗病基因转入西甜瓜中,将不能起到抗西(甜)瓜细菌性果斑病的作用。     

番茄抗晚疫病基因Ph-3的分子标记开发及应用

正番茄晚疫病由卵菌疫霉属的致病疫霉菌(Phytophthora infestans)侵染引起。病菌对番茄致病性强,侵染寄主后通过气流散发孢子,多次重复侵染植株,引起晚疫病爆发,对番茄生产造成严重危害[1]。利用抗晚疫病资源,培育番茄抗病品种是降低晚疫病危害的有效途径。在野生番茄中发现     

甘蔗优良新品种(系)抗褐锈病基因Bru1的分子检测及自然抗性评价

甘蔗褐锈病是目前中国蔗区发生最普遍、危害最严重的病害之一,选育和种植抗病品种是防治该病最为经济有效的措施。为明确近年国家甘蔗体系育成的50个新品种(系)对甘蔗褐锈病的抗性,确定其应用潜力,本研究通过在甘蔗褐锈病高发蔗区云南德宏、保山2个区域化试验站,采用田间自然抗性调查与分子标记辅助鉴定抗性基因的方法,于2014年和2015年对中国近年选育的50个优良新品种(系)及2个主栽品种进行抗褐锈病基因Bru1的分子检测及自然抗性评价。田间自然发病调查结果表明,50个优良新品种(系)及2个主栽品种中,高抗至中抗的有34个,占65.38%。其中15个材料表现高抗,占28.85%,16个材料表现抗病,占30.77%,3个材料表现中抗,占5.77%;分子检测结果显示,共29个抗病材料含有抗褐锈病基因Bru1,出现频率为55.77%,表明中国近年选育的优良新品种(系)中抗褐锈病性主要由Bru1控制;其余5个抗病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,暗示除了Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。不同系列品种田间感病品种的频率和含抗褐锈病基因Bru1的频率不同,粤糖系列品种感病品种的频率最高达到60%,含Bru1的频率最低,只有30%,抗性最弱;云蔗系列品种感锈病品种的频率最低只有12.5%,含Bru1的频率最高,达到81.25%,抗性最好。本研究结果为深入开展甘蔗抗褐锈病育种,选育和推广优良抗病品种,有效防控甘蔗褐锈病提供了科学依据和优良抗性新品种(系)。     

普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17抗条锈病基因的标记定位

 采用我国当前流行的小麦条锈菌小种和重要致病类型, 在常温条件下对普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17进行苗期抗条锈性鉴定, 并用当前主要流行小种CYR32对H9015-17与铭贤169的杂交后代及其双亲进行抗条锈性遗传分析, 以揭示H9015-17抗条锈性遗传基础。结果显示, H9015-17对小麦条锈菌小种CYR31、CYR32、CYR33和致病类型Su11-4、Su11-7、V26、Su11-11均有良好的抗病性, 对当前主要流行小种CYR32的抗病性由1对显性基因控制, 暂命名为YrHua1。 采用分子标记定位技术,筛选到5个与抗病基因YrHua1连锁的RGAP标记(M1、M2、M3、M4和M5)和1个SSR标记(Xgwm292),这些标记与抗病基因YrHua1的遗传距离分别为17.3、15.7、13.1、3.3、2.9和11.2,并将基因YrHua1定位在小麦染色体5DL上。研究结果将为分子标记辅助选择改良小麦抗条锈性提供宝贵的种质材料,建议在抗病育种加以利用。