利用红色荧光蛋白标记的轮枝镰孢研究病原菌对玉米根系的系统侵染和定殖

采用农杆菌介导法将红色荧光蛋白基因DsRed转入轮枝镰孢Fv-1菌株,利用荧光显微镜观察轮枝镰孢在玉米自交系B73根部定殖和生长的规律。土壤中的轮枝镰孢首先侵染玉米的须根等组织,并在其中大量增殖,随后沿主根向上侵染,以菌丝的形式扩展到地上组织。有些孢子附着在根表皮的纹理中,萌发形成菌丝而扩展;有的则向内侵染附着的细胞,然后再继续向周边侵染。由根内部向上侵染的菌丝多沿着细胞间隙上行,有些也会穿行在不同细胞之间。分析接种不同时间轮枝镰孢在玉米根和茎基部组织形成的单菌落数量(CFU)发现,轮枝镰孢在根部的CFU值随时间逐渐减小,而茎基部的CFU值则呈逐渐增大的趋势。这说明土壤中的轮枝镰孢能够通过根系侵染途径危害地上部组织。本研究的结果为进一步探明轮枝镰孢和玉米之间的互作关系,以及其他土传真菌与植物之间的互作提供了有益的参考。     

利用分子标记定位普通菜豆抗炭疽病基因

为了定位中国普通菜豆的抗炭疽病基因, 选取抗炭疽病地方品种红芸豆(国家库编号F2322)与高感菜豆品种京豆(国家库编号F0777)配制杂交组合, 构建F₂抗感分离群体和F_2:3家系, 用菜豆炭疽菌81号生理小种鉴定抗病性并分析遗传性。结果表明, 红芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性是由一显性单基因控制的, 暂将该基因命名为Co-F2322。用分离群体分组分析法(BSA)和SSR、CAPs分子标记技术, 将该基因定位在B1连锁群上, 利用软件Mapmaker 3.0和Mapchart 3.0计算标记与目的基因间的遗传距离, 检测到3个SSR标记BMc32、C871、Pvm98和2个CAPs标记g1224、g683与抗炭疽病基因连锁, 遗传距离分别为26.06、3.58、13.56、3.81和12.75 cM。     

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。     

抗病育种——控制玉米叶斑病的最佳解决方案

玉米叶斑病的发生特点决定了该类病害必须通过选育和推广抗病品种加以有效控制。通过对我国玉米大斑病、小斑病、弯孢叶斑病和灰斑病发生历史的回顾、调查信息整理和2008年发生现状的分析,结合病原菌生理小种或致病类型的变化、玉米抗叶斑病基因的发掘和研究进展,提出我国未来抗玉米叶斑病育种的策略:构建品种抗性、产量性状平衡取舍的育种新思维,倡导中等抗性/水平抗性的选择和利用,开展抗病多基因(质量基因/数量基因)聚合育种,并逐渐向多病害兼抗品种选育发展。     

大豆品种豫豆25抗疫霉根腐病基因的鉴定

大豆疫霉根腐病是大豆破坏性病害之一。防治该病的最有效方法是利用抗病品种。迄今,已在大豆基因组的9个座位鉴定了15个抗大豆疫霉根腐病基因,但是只有少数基因如Rps1c、Rps1k抗性在我国是有效的。因此,必需发掘新的抗疫霉根腐病基因,以满足抗病育种的需求。豫豆25具有对大豆疫霉菌的广谱抗性,是目前筛选出的最优异的抗源。以豫豆25为抗病亲本分别与豫豆21和早熟18杂交构建F_2:3家系群体。两个群体的抗性遗传分析表明,豫豆25对疫霉根腐病的抗性由一个显性单基因控制,暂定名为RpsYD25。用SSR标记分析两个群体,RpsYD25均被定位于大豆分子遗传图谱N连锁群上。由于Rps1座位已作图在N连锁群,选择Rps1k基因中的一些SSR设计引物,检测RpsYD25与Rps1座位的遗传关系。结果表明,一个SSR标记Rps1k6与RpsYD25连锁,二者之间的遗传距离为19.4 cM。因此,推测RpsYD25可能是Rps1座位的一个新等位基因,也可能是一个新的抗病基因。     

以SSR标记对普通菜豆抗炭疽病基因定位

由菜豆炭疽菌引起的菜豆炭疽病是危害我国菜豆生产的主要病害之一, 鉴定和发掘新的抗病基因对于菜豆抗病育种具有十分重要的意义。以来自安第斯基因库的我国菜豆抗炭疽病地方品种红花芸豆与感病地方品种京豆杂交的F₂群体为试验材料, 通过人工接种菜豆炭疽菌81号小种进行抗病性鉴定, 发现该分离群体中抗病植株数与感病植株数符合3∶1的分离比例, 确定红花芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性由显性单基因控制, 将此基因命名为Co-F2533。用分离群体分组分析法(BSA)和微卫星多态性分析(SSR)技术对红花芸豆中的抗炭疽病基因进行分子标记鉴定, 用Mapmaker3.0计算标记与目的基因间的遗传距离, 发现B6连锁群上的4个SSR标记BM170、Clon1429、BMD37、Clon410与抗炭疽病基因Co-F2533连锁, 遗传距离分别为6.6、18.4、20.9和30.9 cM, 这些SSR标记与Co-F2533基因在B6连锁群上的排列顺序为Clon1429-Co-F2533- BM170-BMD37-Clon410。根据基因所在连锁群的位置、抗病基因的基因库来源可知Co-F2533是一个新的来源于安第斯基因库的抗炭疽病基因。     

山东省和河北省小麦白粉菌毒性与遗传多样性分析

由Blumeria graminis f. sp. tritici引起的白粉病是危害我国小麦安全生产的重要病害之一。分析菌株毒性结构和抗病基因有效性对于利用寄主控制白粉病具有重要意义。本研究对2011年从山东和河北两省分离的41个菌株进行了毒性分析,并采用SSR标记对其遗传多样性进行了分析。测试菌株的毒性频率在0.35 (Bg40-2,山东烟台)至0.74 (Bg46-1,山东平度)之间。山东省菌株的平均毒性频率与河北省菌株没有显著差异。除别菌株外(例如Pm17),山东省和河北省的菌株对大多数抗病基因的毒性差异不大。全部测试菌株对来自地方品种齿牙糙的Pm24基因都没有毒性。极少数菌株对Pm1c、Pm16、Pm20、PmH和Mlxbd的毒性频率低于0.1,在河北省邯郸市和黄骅市发现对Pm21基因具有毒性的菌株,但在山东省没有检测到对Pm21具有毒性的菌株。对Pm5e、 Pm6、 Pm12、 Pm13、 Pm17、 Pm40、 Pm2+6和Pm5+6的毒性频率在0.18~0.48之间,对Pm1a、 Pm3a、 Pm3c、P m3g、 Pm4a、 Pm4b、 Pm5a、 Pm7、 Pm8、 Pm19、 Pm33、 Pm43、 PmY39、 PmPS5A和Pm1+2+9的毒性频率超过0.6。遗传多样性分析可见,小麦白粉菌群体的遗传变异主要发生在群体内部,菌株间具有一定程度的基因交流。同一地点采集的不同单孢分离菌株有些可聚为一类,但有些不能聚为一类,说明其遗传基础可能存在差异。供试菌株对不同抗病基因的毒性多态性与DNA多态性之间不存在一一对应的关系。     

我国籽粒菜豆资源的抗病性

对我国籽粒菜豆资源抗炭疽病和角斑病特性进行了人工接种条件下的鉴定与评价,发掘出一批具有良好抗病性的资源和同时兼抗两种病害的资源。结果分析表明,在不同地域来源的菜豆资源中抗病性表现出地理差异,同时在不同粒色、粒重和生长习性的资源间抗病性存在极显著差异。     

普通菜豆种质资源的收集与评价

至“八五”期末,我国对普通菜豆种质资源已收集编目４０２９份,其中国内地方品种３８４５份,分别来自１７个省、自治区、直辖市;选育品种３份;国外引进种质１７９份;其它２份。已入库安全保存３３２８份。对已入库种质的５８％进行了品质分析,３９％进行了抗病虫鉴定,１８％进行了抗逆性评价。     

不同抗性小麦根与菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)互作的表型特征

菲利普孢囊线虫(Heterodera filipjevi)是最近在我国新发现的小麦病原线虫,在黄淮冬麦区对小麦生产构成威胁。2009-2011年2个生长季在河南省许昌市进行的田间病圃抗性鉴定中,小麦－黑麦6R(6D)染色体代换系(带有抗病基因CreR)对H. filipjevi Hfc-1致病型表现高抗反应型(HR),小麦品种太空6号表现中抗反应型(MR),其亲本品种豫麦49表现高感反应型(HS)。利用Pluronic F-127胶体为介质,研究了不同抗性小麦品种根尖对线虫的吸引性。结果显示,无论品种的抗性水平如何,其根尖单独存在时均能够吸引线虫的二龄幼虫;当3个品种(系)的根尖同时存在时,6R(6D)根尖吸引的二龄幼虫数量显著少于太空6号和豫麦49。采用酸性品红－次氯酸钠染色法观察线虫对根系的侵染,发现不论抗性水平高低,二龄幼虫都能侵入寄主根的组织,但至侵染后期,6R(6D)和太空6号根中的线虫数量显著少于豫麦49。这些结果表明,虽然线虫能够侵入抗病品种的根组织,但是大部分二龄幼虫却不能继续发育而形成孢囊。这为了解小麦对H. filipjevi的抗性机制提供了实验证据。