应用现代生物学技术保存家畜遗传资源的方法

我国不但是一个家畜遗传资源丰富,而且还是一个具有优秀家畜遗传基因的国家。因此,保护好家畜遗传资源,对我国养殖业的发展至关重要。保护家畜遗传资源的方法是多种多样的,本文就怎样利用现代生物技术保存家畜遗传资源做出详细的阐述和说明。     

玉米抗南方锈病种质标记基因型鉴定与遗传多样性分析

为阐明玉米抗南方锈病种质的标记基因型和遗传背景,利用7个与玉米抗南方锈病3个基因连锁的SSR标记鉴定了38份抗病玉米种质的标记基因型,并采用40个多态性SSR标记对39份抗南方锈病的玉米自交系和6个标准测验种进行了遗传多样性研究。结果表明,7个与抗病基因连锁的SSR标记将38份抗病种质鉴定为17种标记基因型,表明可能存在多样的抗性基因组合方式;辽2204等9份种质仅扩增出齐319的标记基因型,沈136和W456仅扩增出W2D的标记基因型;种质LO932未扩增出与齐319、P25和W2D相同的标记,可能携带新的抗南方锈病基因;相近遗传背景的抗性种质分属不同的标记基因型,表明抗病种质可能携带的抗南方锈病基因在育种选择中发生了分离。40对多态性SSR引物在45份自交系中共检测出115个等位基因变异,平均每对引物检测到2.88个等位基因,变异范围为2~4;平均多态性信息含量为0.4649,变化范围为0.1258~0.6951;通过UPGMA聚类分析,39份抗病材料被划分到以标准测验种为代表的6个杂种优势亚群中,与系谱分析基本一致,这为在育种中合理利用抗源提供了信息。     

豌豆品系X9002抗白粉病基因鉴定

白粉病是豌豆的主要病害之一,在全球范围内引起严重经济损失。防治豌豆白粉病最有效、经济和环境友好的方法是利用抗病品种。迄今,2个隐性抗白粉病基因er1、er2和一个显性抗白粉病基因Er3已在豌豆中被鉴定,其中er1基因在世界上被广泛应用于抗病品种培育。er1基因隶属MLO基因家族,其抗性由豌豆Ps MLO1基因座位功能丧失产生。X9002是甘肃省农业科学院培育的一个半无叶(afila)抗白粉病豌豆品系。本研究对X9002抗白粉病基因进行鉴定,开发用于抗白粉病基因选择的分子标记。遗传分析表明X9002对白粉病抗性由1个隐性单基因控制,SSR标记将该基因定位到豌豆第VI连锁群er1座位区域,标记AD60和c5DNAmet与其连锁。Ps MLO1基因序列分析发现,X9002存在一个未知大小和身份的片段插入,该类型突变也发生在含有er1-2等位基因的豌豆品种Stratagem和Franklin,表明X9002抗白粉病基因为er1-2。一个鉴定er1-2等位基因的功能标记Ps MLO1-650被开发,该标记为互引相标记,仅在感病植株中扩增,可以有效用于分子辅助选择。     

河南大豆新品系抗大豆疫霉根腐病基因鉴定

大豆疫霉根腐病作为影响大豆生产的毁灭性病害之一,对大豆生产威胁很大。种植抗疫霉根腐病的大豆品种是控制该病害最有效的途径。河南省位于我国黄淮夏大豆产区的腹地,具有大豆疫霉根腐病发生的潜在威胁。本研究的目的是对河南省新育成的大豆品系进行抗性鉴定和抗病基因分子标记检测,以明确大豆新品系对大豆疫霉根腐病的抗性水平和抗病基因。采用下胚轴创伤接种法对64个河南省培育的大豆新品系进行接种,鉴定其对2个具有不同毒力的大豆疫霉分离物PsJS2和Ps41-1的抗性。结果显示,对分离物Ps41-1和PsJS2抗病的分别有35个和16个品系,对Ps41-1和PsJS2为中间反应型的分别有16个和10个品系,其中对2个分离物均抗病的有16个品系,占鉴定品系的25%。使用抗疫霉病基因RpsZheng共分离标记WZInDel11进行新品系的基因型鉴定发现,对2个大豆疫霉分离物均抗病的16个品系中有13个含有标记WZInDel11,对1个或2个大豆疫霉分离物表现为中间反应型的5个大豆品系,分子检测结果表明,其为杂合基因型,这些品系中的纯合抗病单株可直接选育成纯合抗病品系用于抗病育种。综合系谱分析结果推测,有2个品系可能含抗疫霉根腐病基因RpsZheng,2个品系可能含RpsYD29,14个品系可能含有RpsZheng或其等位基因。表明河南省培育的大豆新品系中含有优异的大豆疫霉根腐病抗源,该研究结果将为病害防控和抗病品种的选育提供参考。     

蚕豆和豌豆锈病病原菌的分子鉴定

为明确我国热带和亚热带地区蚕豆Vicia faba和豌豆Pisum sativum锈病的病原菌种类,通过致病性测定和ITS序列系统发育分析对来自我国云南省玉溪市的4份豌豆锈菌分离物及云南、广西、重庆和四川省(区、市)的5份蚕豆锈菌分离物进行系统鉴定。结果显示,分离自豌豆的锈菌WX1分离物对蚕豆和豌豆均具有高致病性,在侵染叶片上产生大量锈子器;分离自蚕豆的锈菌CX3分离物仅对蚕豆具有高致病性,能在叶片上产生大量夏孢子,而对豌豆的致病性相对较低,仅产生少量的夏孢子堆;分离物WX1和CX3对小扁豆和鹰嘴豆不具有致病性。基于ITS序列系统发育分析表明,所有不同寄主来源的蚕豆单胞锈菌分离物均聚类于一个系统发育组,但分离自蚕豆和豌豆的分离物分别聚类在不同的亚组。表明分离自云南省玉溪市豌豆上的蚕豆单胞锈菌Uromyces viciae-fabae应为豌豆专化型,定名为U. viciae-fabae ex P. sativaum,而来源于云南、广西、重庆和四川省(区、市)的蚕豆锈病病原菌为蚕豆专化型U. viciae-fabae ex V. faba。     

四川豌豆种质资源白粉病抗性及分子鉴定

豌豆白粉病是由白粉菌（Erysiphe pisi D. C.）引起的豌豆最重要的病害之一,控制豌豆白粉病最经济有效且环保的方法是种植抗病品种。在温室条件下对400份豌豆种质资源进行白粉病抗性鉴定,同时利用7个与已知豌豆抗白粉病基因连锁的分子标记进行基因型鉴定。结果表明,在400份资源中,有8份表现免疫,3份表现抗病,5份表现抗感分离,其余384份均为感病;16份抗性资源中有10份来自于四川省中部不同纬度地区,其余6份为国外引进资源;7个分子标记将400份种质资源分为39个标记基因型,其中16份抗性资源分为7个标记基因型。上述抗性资源及其标记基因型可有效应用于豌豆白粉病抗性育种的研究中。     

玉米根际土壤中镰孢菌的构成与定量分析

【目的】了解我国玉米根际土壤镰孢菌(Fusarium spp.)的种群结构及相对含量,为相关土传病害的发生提供早期预警。【方法】从全国17个省(自治区、直辖市)采集的47份玉米田间土样中,采用稀释涂布平板法共分离到58个镰孢菌分离物,通过形态学、特异性引物及ITS、TEF-1α基因测序等方法进行鉴定,从GenBank以及镰孢菌数据库Fusarium MLST中下载标准参照菌株,利用MEGA 6.0软件以邻接法构建多基因位点系统发育树;挑选代表菌株利用玉米自交系黄早四分别进行幼苗、种子以及离体叶片的致病性测定;基于已建立的实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测体系,提取土壤总DNA对玉米土样中镰孢菌属以及部分种的含量进行检测,针对不同玉米产区进行划分统计。【结果】共鉴定出9种镰孢菌,其中拟轮枝镰孢(F.verticillioides)(22.41%)、木贼镰孢(F.quisete)(20.69%)、禾谷镰孢复合种(F.graminearum species complex)(18.97%)分离频率较高,其余为尖镰孢复合种(F.oxysporum species complex)、层出镰孢(F.proliferatum)、单隔镰孢(F.dimerum)、锐顶镰孢(F.acuminarum)、茄镰孢(F.solani)和居群镰孢(F.commune),分离频率分别为12.07%、8.62%、5.17%、5.17%、3.40%和3.40%,相同镰孢菌与其参照菌株处于同一分支,不同区域的镰孢菌存在多样性;致病性测定结果显示除单隔镰孢外,其余镰孢菌均具有致病性,但致病力各不相同,同一镰孢种的不同菌株间致病性也不尽相同;其中居群镰孢为首次在玉米根际土壤中发现,并首次证实其对玉米具有致病性。RT-qPCR检测结果表明,玉米根际土壤中镰孢菌属、拟轮枝镰孢与禾谷镰孢复合种的含量分别为2.91—169.90、0.08—5.34和0.76—78.37 pg·g~(-1),各玉米产区的镰孢菌含量不同,其中禾谷镰孢含量均大于拟轮枝镰孢。【结论】玉米根际土壤中镰孢菌种类众多,其中拟轮枝镰孢、木贼镰孢和禾谷镰孢复合种为优势镰孢种,各地区的镰孢菌含量均不相同,其中西南山地玉米区的镰孢菌含量最多,黄淮海玉米区的禾谷镰孢含量高于其他区域。     

大豆GmCYP82C4基因克隆与表达分析

细胞色素P450 CYP82家族基因为双子叶植物特有,参与生长代谢和逆境生理调控。为了探究大豆P450 CYP82的基因功能,克隆大豆P450同源基因GmCYP82C4,得到该基因编码区1584bp,它编码527个氨基酸,编码的蛋白质具有保守的血红素结合域。生物信息学分析表明,GmCYP82C4蛋白与大豆中GmCYP82A3同源性最高,其次为豌豆的PsCYP82A1。亚细胞定位结果显示,GmCYP82C4定位于细胞质膜。实时荧光定量结果表明,GmCYP82C4在大豆幼苗根中表达量最高,能够响应低温、伤害和大豆疫霉胁迫,并受到脱落酸、茉莉酸甲酯、乙烯和水杨酸信号调控。由此推测GmCYP82C4可能通过激素信号途径调控大豆对胁迫的响应。     

反向遗传技术应用于牛轮状病毒的应用与展望

为进一步探讨了解牛轮状病毒的生物学特性,分析反向遗传技术在牛轮状病毒中的应用进展,最后再对应用这一技术的未来前景进行初步展望。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。