甘蔗不同基因型对白条病抗性的评价

【目的】甘蔗白条病是影响甘蔗产业的一种重要细菌检疫性病害,选择抗病品种可有效降低病害的发生。了解甘蔗基因型的白条病抗性,规范抗性评价方法,为甘蔗白条病抗病种质资源的选育和利用提供依据。【方法】以桂糖46号分离得到的黄单胞菌株JG43菌株为接种病原,采用截头法人工接种于70个不同基因型的甘蔗上。通过蘸有细菌悬浮液（10⁸ CFU/mL）的剪刀剪切甘蔗生长点上方,并用棉花吸取500 μL细菌悬浮液置于斜切面上。分别于接种后14、28、42、56和70 d,对每个甘蔗基因型的发病情况进行调查,计算发病率（incidence,IC）。根据甘蔗白条病严重度评判标准计算病情指数（disease index,DI）和病害进展曲线下面积（area under the disease progress curve,AUDPC）。利用SPSS 25.0软件分别进行方差分析、主成分分析和判别分析。其中,采用一般线性模型和类型Ⅲ的平方和模型进行方差分析,以IC、DI和AUDPC作为因变量,基因型、区组及接种后时间为固定因子。原始数据经过标准化（Z-score）处理后,通过KOM和Bartlett球体检验法进行主成分分析。运用DPS 9.50软件的WPGMA法,计算欧几里得距离（Euclidean metric）进行聚类分析。以聚类分析结果中的不同抗性等级作为分组变量,AUDPC、IC和DI作为自变量,根据Fisher准则进行判别分析,计算分类准确率。【结果】接种14 d,部分基因型叶片开始发病,出现1—2条铅笔状条纹;接种28 d,条纹数增多且逐步向边缘扩展;接种42 d,叶片黄化或白化症状从边缘逐步向叶脉扩展;接种56 d,叶片向内卷曲枯死;接种70 d时,发病严重的甘蔗整株枯萎死亡。方差分析发现,不同基因型（genotype,Gen）、接种后持续时间（days post-inoculation,Dpi)及其互作（Gen×Dpi）对IC、DI和AUDPC均具有极显著影响（P<0.01）,其中,总方差的42%归因于接种后时间效应,表明不同接种时间甘蔗基因型的抗性反应存在显著差异。接种56 d,病害的发生达到相对稳定状态,这一时期的病害数据经平均值多重比较后能较好地进行甘蔗基因型间的抗性划分。判别分析与聚类分析的结果基本一致,将70个基因型分为5个不同抗病等级,包括高抗基因型15份、抗病基因型14份、中抗基因型15份、感病基因型11份、高感基因型15份。【结论】通过截头法人工接种进行甘蔗抗白条病鉴定时,以接种56 d基因型的IC、DI和AUDPC作为抗性鉴定评价指标,在聚类分析的基础上增加判别分析,可以提高试验结果的准确性。筛选出中蔗9号、中蔗4号、中蔗2号、GUC19、GUC8、云瑞03-103、云瑞05-649、云瑞05-182、云瑞05-367、云瑞89-159、福农11-601、福农09-4059、桂糖02-467、桂糖08-297、新台糖22号等15个高抗品种,可进一步用于甘蔗抗白条病育种研究。     

甘蔗镰孢菌插入突变体库的构建、致病变异突变体筛选及突变基因定位

由镰孢菌复合种引起的甘蔗梢腐病（pokkah boeng disease, PBD）是甘蔗的主要病害之一。在广西,甘蔗镰孢菌（Fusarium sacchari）是PBD的优势病原菌。尽管PBD的研究已有较长的历史,但甘蔗镰孢菌的致病分子机理远未得到阐明。为研究甘蔗镰孢菌的致病分子机理,本研究采用农杆菌介导的遗传转化（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,ATMT）技术构建甘蔗镰孢菌FF001菌株的T-DNA插入突变体库。采用携带潮霉素B磷酸转移酶基因pTHR1-AH双元载体的农杆菌菌株AGL-1介导转化F. sacchari分生孢子,获得3018个转化子;随机选取12个转化子进行PCR检测和Southern杂交分析,结果显示所有检测突变株均插入潮霉素B磷酸转移酶基因,多数为单拷贝插入。采用离体叶片接种评价转化子的致病力,获得致病力明显减弱21个和致病力增强9个,共30个突变体。通过TAIL-PCR扩增测序并与甘蔗镰孢菌基因组序列比对,确定了其中27个突变株的T-DNA插入位点。观察到多个插入位点伴随有基因组片段缺失,导致1...     

基于“LabelmeP1.0”提取的高粱维管束参数与农艺性状关联研究

茎秆维管束对作物机械支撑和物质运输具有重要作用。为了高通量导出作物茎秆切片的维管束参数,本研究开发了基于Labelme标注图片和Python编程语言的方法“LabelmeP1.0”。利用该方法导出了92份高粱种质资源的茎秆维管束和区域相关的26个参数。通过相关分析和主成分分析,从中归纳了各区域面积以及和维管束数量、大小、位置、比例和密度相关的15个参数作为核心指标。研究还发现,高粱维管束性状和农艺学性状关系密切,维管束数目、密度与穗重、粒重和一级枝梗数正相关。进一步可将资源材料分为3类,分别为矮粗薄皮、种子少和维管束大而多的类Ⅰ,高个细茎、种子少和维管束少而稀的类Ⅱ,以及矮粗厚皮、种子多和维管束数多的类Ⅲ。本研究可为禾本科作物的茎秆解剖学结构参数研究提供技术和新思路。