基于新遗传连锁图谱的豇豆抗豆象QTL定位

【目的】豆象是危害豇豆最主要的仓储害虫。发掘豇豆抗豆象基因为抗性品种的选育,以及减少豆象对豇豆生产的危害奠定基础。【方法】以中豇1号（感）和Pant-lobia-1（抗）为亲本构建的包含282个株系的RIL群体为研究材料,利用人工接种法分别对282个株系接种绿豆象和四纹豆象,进行抗豆象表型鉴定,并利用两亲本对3 992个来源于绿豆、小豆和豇豆的SSR标记进行多态性筛选,然后利用筛选到的多态性标记对282个株系进行基因型分析,最后结合RIL群体各株系抗豆象表型鉴定数据和基因型分型数据,采用完备区间作图法（ICIM-ADD）进行抗豆象QTL定位分析,在此基础上构建遗传连锁图谱,并定位豇豆抗豆象基因。【结果】中豇1号和F₁籽粒的被害率均为100%,Pant-lobia-1籽粒的被害率分别为22.5%和42.5%。推测Pant-lobia-1对绿豆象和四纹豆象的抗性均为隐性遗传;筛选到182个多态性标记,利用这些多态性标记构建了一个包含11个连锁群的豇豆遗传连锁图谱,图谱总长1 065.23 cM,相邻标记间平均遗传距离为5.85 cM;经2种豆象处理,分别在连锁群1和连锁群5上检测到2个稳定的QTL位点,暂定名为vubr1-1和vubr5-1,其中vubr1-1位于标记XD11-44和HAAS_VR_2274之间,标记间的遗传距离为7.6 cM,在2种豆象处理中分别可以解释表型变异的7.16%和6.92%;vubr5-1位于标记XD1-14和CP185之间,标记间的遗传距离为2.90 cM,在2种豆象处理中分别可以解释表型变异的6.96%和6.37%。【结论】构建了一个包含11个连锁群、182个多态性标记的豇豆遗传连锁图谱,检测到2个与抗豆象相关的QTL位点。     

野生绿豆种质资源TC1966抗豆象基因的AFLP标记研究

野生种抗豆象绿豆种质资源TC1966对多个豆象小种均具有很好的抗虫性。通过对抗虫亲本TC1966、感虫亲本绿1号及以中绿1号为轮回亲本经多代回交后获得的3个近等基因系材料进行抗虫鉴定．结果轮回亲本中绿1号的种子被害率〉90％．表现高感（HS）；抗性亲本TC1966及三个高代材料种子被害率〈10％，表现高抗（HR）．说明抗虫亲本TC1966中的抗虫基因呈显性遗传，且能够在后代材料中稳定遗传和表达。本文利用AFLP分子标记技术对该5份试验材料进行了多态性指纹图谱分析．结果从830对AFLP引物组合中筛选出在抗、感虫材料间表现多态性的引物组合100对。将部分多态性AFLP特异扩增条带从聚丙烯酰胺凝胶上回收，然后将二次扩增产物进行测序，并通过同源性序列比较的手段进行了相关生物信息学分析。本研究为今后进一步开展抗豆象基因的AFLP分子标记及其转化研究乃至抗豆象基因的克隆工作提供参考依据。     

栽培绿豆V1128抗豆象基因定位

对抗豆象资源中蕴藏的抗豆象基因进行定位, 是对其充分利用的前提和基础。本研究通过对抗豆象栽培绿豆V1128和感豆象栽培绿豆冀绿7号杂交形成的F₂分离群体进行抗豆象鉴定, 分析V1128抗豆象遗传规律; 并利用混合群体分离分析法(BSA法)筛选抗感池间的多态性标记, 进而利用QTL IciMapping 4.0对V1128抗豆象基因进行染色体定位分析。结果表明, V1128对绿豆象的抗性由具有主效作用的显性单基因控制, 暂命名其为“Br3”。在将抗豆象性状作为质量性状的条件下, 按照显性单基因的定位方法, 将抗豆象基因Br3定位在绿豆染色体5上, 位于标记DMB158和VRBR-SSR033 (标记VRID5、VRBR-SSR032与VRBR-SSR033的连锁群位置相同)之间, 两侧遗传距离分别为4.4 cM和5.8 cM, 所在物理区间约288 kb。将抗豆象性状作为数量性状, 采用完备区间作图法(ICIM)对种子被害率进行QTL定位, 同样在标记DMB158和VRBR-SSR033之间检测到1个主效QTL, 其LOD值为38.04, 可以解释表型变异(PVE)的71.64%, 来自父本V1128的等位基因具有明显减少种子被害率的效应。该研究结果可以为绿豆抗豆象分子标记辅助育种及抗豆象基因Br3的精细定位和克隆提供有用信息。     

Studies on glutathione transferase of cowpea storage bruchid, Callosobrochus maculatus F

Insect glutathione transferases have been implicated in insecticides and herbicides metabolism. In this study, glutathione transferase was purified to apparent homogeneity from cowpea storage bruchid (Callosobruchusmaculatus) by anion exchange chromatography of DEAE-Sephacel and affinity chromatography of glutathione-Sepharose 4B. The purified enzyme is slightly acidic, pI 5.5, with a molecular weight of 48.5 ± 4 kDa and is composed of subunit molecular weight of 25 kDa. It exhibited an optimum pH and temperature of 8.0 and 40 °C, respectively. Kinetic data gathered from substrate specificity using 1-chloro-2,4-dintrobenzene,7-chloro-4-nitrobenzene-2-oxa-1,3-diazole, p-nitrophenyl acetate, ethacrynic acid, 1,2-dichloro-4-nitrobenzene and paranitrophenychloride and inhibition studies (cibacron blue, bromosulphophthalein, hematin, oxidized glutathione and S-hexylglutathione) of the enzyme showed that is of sigma class. The GST poorly conjugates 4-hyroxylnonenal, a product of lipid peroxidation, and cumene hydroperoxide and may not be involved in oxidative stress protection. Steady state kinetics and product inhibition studies were consistent with a random sequential detoxification mechanism. The interaction between the GST and the insecticides, Fenvalerate and Cypermethrin, was investigated by inhibition studies, circular dichroism and competitive inhibition spectroscopy. It demonstrated that enzyme was inhibited at a concentration that induced some minor changes in the secondary and tertiary structures of the enzyme consequently decrease the detoxification ability and enzyme stability but might not unfold it.     

抗虫绿豆对绿豆象生长发育及体内几种酶活性的影响

为明确抗虫绿豆对绿豆象Callosobruchus chinensis L.生长发育的抑制作用,采用室内人工接虫和生化测定的方法,研究了绿豆象幼虫取食抗虫绿豆后其体重、体内消化酶、保护酶和解毒酶活性及成虫羽化率和体重的变化。结果表明,取食抗虫绿豆的绿豆象幼虫体重、雌、雄成虫体重以及成虫羽化率分别是取食感虫绿豆的0.69、0.69、0.71及0.14倍;取食抗虫绿豆8~16 d的绿豆象幼虫中肠总蛋白酶、α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性均显著低于对照;保护酶超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶与解毒酶羧酸酯酶和谷胱甘肽转移酶的活性在绿豆象幼虫取食8~12 d时均显著高于对照,但取食14~16 d时,2种解毒酶活性与对照差异不显著。表明抗虫绿豆可抑制绿豆象幼虫中肠消化酶活性,影响其体内保护酶和解毒酶活性,从而使绿豆象幼虫不能正常生长发育。     

检疫在豆象防治中的作用评估

豆象的远距离传播是由人工调用带虫的豆类引起的，检疫在防止豆象的远距离传播方面具有极其重要的作用。本文介绍了常见的豆象检疫及其检疫处理方法。近年来，中国在进口的货物上截获了２５种豆象，其中外源性豆象１６种，有效地防止了豆象的入侵。     

Development of Bruchid-Resistant Mungbean Line Using Wild Mungbean Germplasm in Thailand

A mungbean (V. radiata) line (BC₃F₃ generation) which is resistant to two species of bruchid beetles (Callosobruchus chinensis and C. maculatus) was successfully developed in Thailand using a wild mungbean variety (V. radiata var. sublobata). One accession (TC1966) of wild mungbean was found to be completely resistant to C. chinensis and C. maculatus occurring at Chainat Field Crops Research Center in Thailand. The resistance was controlled by a single dominant gene (R). A breeding program to develop a bruchid-resistant mungbean cultivar with good agronomic characters under the environmental conditions of Thailand was initiated in 1987.‘Chainat 60’ (‘CN60’), a recommended mungbean cultivar in Thailand, was crossed with TC1966 to incorporate the resistance gene. Agronomic characters of the hybrids were improved by recurrent backcrossing using ‘CN60’ as a pollen parent. Seed yield per plant, days to flowering, and seed size of the bruchid-resistant BC₃F₂ population reached the level of ‘CN60’ after three consecutive backcrossings. Bruchid-resistant line (BC₃F₃, R/R) was selected from individual BC₃F₂ plants.     

抗豆象绿豆新品种晋绿豆7号的选育

晋绿豆7号系山西省农业科学院小杂粮研究中心科技人员通过人工杂交技术手段,以抗豆象的野生绿豆资源TC1966为亲本,与栽培种绿豆品种VC1973A,VC2802A和串地龙等材料杂交后;再从杂交后代中选取较为理想的材料与NM92进行杂交,得到53个杂交后代;从后代中定向选择筛选而成。2011年5月通过山西省品种审定委员会认定。该品种高抗豆象。     

豇豆属3种主要食用豆类的抗豆象育种研究进展

在中国栽培的豇豆属食用豆类主要有绿豆(Vigna radiata)、小豆(Vigna angularis)和豇豆(Vigna unguiculata)。豆象是危害这些食用豆类作物的重要仓储害虫。防治豆象危害最为经济且环保的方法是利用作物本身的抗性培育抗豆象品种。中国豇豆属食用豆类抗豆象育种尚处于起步阶段,分子遗传学研究落后,导致抗豆象新品种选育进程缓慢、育种效率低。本文将从抗豆象资源搜集、抗豆象机理研究以及抗豆象分子标记、抗豆象育种等方面综合阐述绿豆、小豆和豇豆3种主要豇豆属食用豆类的国内外研究进展,以期对中国开展相关的研究提供借鉴。     

栽培绿豆V2709抗豆象特性遗传及基因初步定位

 【目的】绿豆[Vigna radiata（L.）Wilczek]是豇豆属亚洲亚属（Ceratotropis）中的一个栽培豆种,豆象是危害绿豆的重要害虫,利用分子标记对抗豆象基因进行初步定位,为该材料在绿豆育种中的利用和抗豆象基因的分离奠定基础。【方法】利用原产于印度的抗豆象栽培绿豆V2709与农艺性状优良的感豆象推广品种中绿1号（VC1973A）配制杂交组合,对杂种F2、BC1F1和F3进行遗传分析;采用BSA法,以上述F2代为定位群体,利用抗、感亲本和抗、感池筛选63个RAPD引物和113对SSR/STS引物。【结果】遗传分析结果表明该抗豆象特性由一对显性基因控制;引物筛选结果表明2个引物能在抗、感池间扩增出多态性条带,用Mapmaker EXP3.0b软件作图,将该抗豆象基因初步定位在一个RAPD标记和一个STS标记之间,遗传距离分别为11.0 cM和5.8 cM,并暂定名为Br2。【结论】本研究定位的基因标记可作为绿豆抗豆象育种分子标记辅助选择的一种工具。