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Rps4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Rps1a,周豆13和铁95068-5含有Rps1a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。     

大豆疫霉根腐病

 大豆疫霉根腐病是毁灭性病害之一,在我国近年有加重发展趋势。美国、澳大利亚和加拿大对Phytophthora sojae及大豆抗性研究较多,目前已建立了完善的生理小种体系,分离了30多个生理小种,最新定名小种为38和39号。RFLP研究表明,P.sojae的多数变异都可在小种1,7,17和19号中表现出来,因而推测其它小种可能是从这4个小种杂交派生而来,澳大利亚的P.sojae由美国传入。抗、耐病筛选方法有田间筛选法、接种体薄层法、斜板法、下胚轴接种法和豆荚接种法等。选出不少抗病材料,通过遗传研究定名了抗性基因Rps1、Rps-b、Rps-c、Rps1-d、Rps1-k、Rps2、Rps3、Rps3-b、Rps3-c、Rps4、Rps5、Rps6和Rps7等。Rps1-k是目前应用较广的抗性基因,它能抗20多个生理小种。抗性基因Rps1和Rps1-c从被利用到丧失抗性大约是8~10年的时间,按此推算几年之内Rps1-k基因也将丧失抗性,因此主张抗病基因和耐病基因结合使用,不同抗性基因结合使用。     

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。     

黑龙江省大豆疫霉根腐病调查与病原分离

１９９６年对黑龙江省东部和中部大豆产区２３个市、县的大豆苗期疫霉根腐病进行了调查、研究,应用ＰＢＮＩＣ疫霉选择性培养基分离大豆疫霉根腐病病原菌,从牡丹江、穆棱、林口和佳木斯豆田具疫霉根腐症状的大豆植株上分离到大豆疫霉根腐病菌,并从根腐病株上单独或与大豆疫霉菌同时分离到终极腐霉菌,研究进一步证实我国黑龙江省有大豆疫霉根腐病。调查发现,大豆疫霉根腐病和终极腐霉根腐病主要发生在土质粘重、土壤含水量高或易积水的田块。     

小麦品种(系)抗白粉病基因推导及分子标记鉴定

利用基因推导法和分子标记对我国主要麦区的小麦品种(系)进行了抗白粉病基因的鉴定。结果表明,南30-10等15个品种(系)含有Pm8,新麦2号等9个品种(系)含有Pm4,中植4号等9个品种(系)含有Pm21,郑麦113含有Pm4b+5b,杨09-111和新紫1号含有Pm2+mld。研究发现,基因推导和分子标记相结合,可大大提高小麦品种(系)抗白粉病基因鉴定结果的准确性,鉴定结果可为抗病育种和品种布局及白粉病的防治提供依据。     

中国大豆疫霉根腐病和大豆种质抗病性研究

 大豆疫霉根腐病在中国的发生区域逐渐扩大,局部地区发生严重。大豆疫霉菌1号生理小种是黑龙江省的优势小种,同时也存在其它已知生理小种和新生理小种。不同大豆生态区之间大豆疫霉菌生理小种差异显著。在总体上,中国大豆种质的抗病性不强,长江流域大豆中抗病种质比率最高,其次为黄淮海流域种质,而东北地区抗病种质较少。按省归类,大豆种质抗性由强至弱依次为河南、江苏、湖北、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江、山东。吉林和黑龙江选育推广品种中,感病品种分别高达80%和73%;在462份大豆品系中,也表现出南方材料抗病性高于北方材料的趋势;地方品种中感病类型也高达60%以上。     

利用基因YKT6鉴定疫霉属的不同种

 利用分子标记或对特异位点的碱基序列进行分析是植物病原物分子检测的基础,可以在属和种的水平上对物种进行区分和鉴定。对疫霉属的不同种已有一系列的分子检测方法。SNARE蛋白相关基因YKT6拥有保守的侧翼编码区,适于设计疫霉属特异性的PCR引物,同时其内含子所具有的多态性可开发出几乎所有疫霉种的分子标记。利用疫霉属特异性引物对P-YKT6-F/P-YKT6-R可在31个疫霉种中特异地扩增出一条约600 bp的条带,而在腐霉或其他真菌中不能扩增出该条带。利用大豆疫霉的引物对Ps-YKT6-F/ Ps-YKT6-R和辣椒疫霉的引物对Pc-YKT6-F/Pc-YKT6-R,能分别从大豆疫霉菌株和辣椒疫霉菌株中扩增出一条399 bp和282 bp的条带,常规PCR和巢式PCR的灵敏度分别达到100 pg和10 fg。利用这些引物也可从土壤和病组织中检测到目标病原菌。此外,利用上述特异性引物开发出了大豆疫霉和辣椒疫霉的实时定量PCR检测方法。基于YKT6基因的分子标记和检测方法可用于疫霉种的调查检测和法定定量检测。     

大豆对灰斑病菌15号小种的抗病基因定位及标记检测

为明确大豆对灰斑病菌15号小种的抗性位点,以大豆抗病品种垦丰16、感病品种绥农10及其杂交F₂、F₃代群体为试验材料,在接种鉴定的基础上,运用SSR标记技术及分离群体组群分析法(BSA法)对垦丰16抗病基因进行了定位,并应用108份大豆新品系对标记进行了符合性检测。结果表明,垦丰16对15号小种的抗性受1对显性基因控制,抗病基因位于大豆染色体组的J连锁群上,将该基因定名为Rcs15。用Mapmaker/Exp 3.0 b进行连锁分析,获得了5个与抗病基因紧密连锁的SSR标记:Satt 529、Satt 431、Sat_151、Satt 547和Sat_224,标记与抗病基因间的排列顺序和遗传距离为Sat_151-10.7 cM-Satt 529-18.5 cM- Rcs15-6.7 cM-Satt 547-7.8 cM-Sat_224-10.7 cM-Satt 431。标记符合性检测结果显示,Satt 547和Sat_224的检测准确率达到85%以上,可用于分子标记辅助选择育种和抗源筛选。     

蒙城大豆疫霉菌的鉴定及其生理小种

 在安徽省蒙城县对大豆疫霉根腐病的发生情况进行调查。应用选择性培养基对类似大豆疫霉根腐病症状的病株进行病原菌分离,在春大豆蒙城早熟青豆病株上分离到2株疫霉菌PMC1、PMC2和一些Fusarium spp.,在夏大豆上分离到的主要病原菌为Pythium spp.和Fusarium spp.,未分离到疫霉菌。根据疫霉菌分离物PMC1和PMC2形态和生理学特征以及对大豆的专化致病性,2个分离物被鉴定为大豆疫霉菌(Phytophthora sojae Kaufmann&Gerdemann)。应用国际通用鉴别寄主进行生理小种鉴定,PMC1和PMC2的毒力公式分别为1b,1d,3a,3c,5,7和1b,1d,4,5,为新的小种类型,定名为中国6号小种、中国7号小种(CNR-6和CNR-7)。这是首次报道大豆疫霉菌在我国淮北地区存在。     

大豆疫霉多态性SSR标记开发及遗传多样性分析

 用FastPCR软件在大豆疫霉全基因组中搜索到1 234个含2~4个重复基元精确SSRs。选择260个SSRs设计引物,经对大豆疫霉5个分离物的基因组DNA检测,有212对(81.5%)有效扩增出SSR特征条带,112对(52.8%)扩增多态性。用18对多态性SSR引物分析了来自美国、中国黑龙江省和福建省大豆疫霉分离物的遗传多样性,在73个分离物中共扩增出112个等位变异,变异范围为4~9,平均为6.22个,表明选择的引物对具有高的多态性。在3个大豆疫霉群体中,黑龙江省和福建省分离物的遗传距离最近,美国和福建省分离物的遗传距离最远。UPGMA聚类将73个分离物划分为6组,其中8个美国分离物(72.73%)和53个中国分离物(85.48%)被聚类在一起,表明大豆疫霉中国分离物与美国分离物可能具有共同的祖先,中国分离物可能为外来种。     

Characterization of Components of Partial Resistance, Rps2, and Root Resistance to Phytophthora sojae in Soybean

ABSTRACT Phytophthora root and stem rot of soybeans caused by Phytophthora sojae is a serious limitation to soybean production in the United States. Partial resistance to P. sojae in soybeans is effective against all the races of the pathogen and is a form of incomplete resistance in which the level of colonization of the root is reduced following inoculation. Other forms of incomplete resistance include the single dominant gene Rps2 and Ripley's root resistance, which are both race-specific. To differentiate partial resistance from the other types of incomplete resistance, the components lesion length, numbers of oospores, and infection frequency were measured in eight soybean genotypes inoculated with two P. sojae isolates. The Rps2 and root-resistant genotypes had significantly lower oospore production and infection frequency compared with the partially resistant genotype Conrad, while the root-resistant genotype also had significantly smaller lesion lengths. However, the high levels of partial resistance in Jack were indistinguishable from Rps2 in L76-1988, based on the evaluation of these components. Root resistance in Ripley and Rps2 in L76-1988 had similar responses for all components measured in this study. Partial resistance expressed in Conrad, Williams, Jack, and General was comprised of various components that interact for defense against P. sojae in the roots, and different levels of each component were found in each of the genotypes. However, forms of incomplete resistance expressed via single genes in Ripley and Rps2 in L76-1988, could not be distinguished from high levels of partial resistance based on lesion length, oospore production, and infection frequency.