番茄育种种质对南方根结线虫抗性评价及Mi-1基因检测

本研究以自育的26份番茄育种种质和抗南方根结线虫番茄品种‘仙客1号’及感南方根结线虫品种‘阿乃兹’为试验材料,采用病土盘栽自然发病鉴定、苗期二龄幼虫人工接种鉴定和PCR扩增及CAPS检测相结合的方法,研究供试材料对南方根结线虫的抗性水平及基因型。鉴定结果表明,供试的28份番茄材料中,高抗17份、抗病6份(包括抗病对照‘仙客1号’)、感病2份、高感3份(包括感病对照‘阿乃兹’),无免疫材料,且病土盘栽鉴定与苗期接种鉴定的结果一致。PCR扩增结果表明,27份番茄材料均能检测到一条750 bp的特异条带;TaqⅠ酶切结果显示,具有酶切位点的22份试材中有15份含纯合显性Mi-1/Mi-1基因、5份含杂合显性Mi-1/mi-1基因、2份含180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段,并且这22份试材对南方根结线虫表现高抗或抗,而其余5份不含显性Mi-1基因的试材则表现高感或感,证明Mi-1是具有抗南方根结线虫能力的基因,分子检测结果与病土盘栽鉴定和苗期接种鉴定的结果吻合率达92.6%;含有180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段的高抗材料可能含有其它抗根结线虫基因。分子检测与抗性鉴定相结合,能为创制抗南方根结线虫新种质提供一种更加省时、省力且经济有效的科学育种方法,可为番茄抗南方根结线虫育种提供理论依据和实践经验。     

马铃薯不同品种(系)和稻、薯轮作模式对根结线虫病的防治效果

根结线虫病是马铃薯连作减产的主要原因之一。为研究根结线虫病的农艺防治措施,本文开展了品种抗性评价、稻、薯轮作和土壤淹水下的线虫消减动态研究。抗性评价试验表明, 18个品种(系)中没有筛选到同时抗南方根结线虫和爪哇根结线虫的材料,品系1002-1和品种丽薯6号相对抗性较好,青薯9号和合作88相对敏感。马铃薯根结线虫发病土壤中可同时检测到卵、幼虫和成虫等不同形态。水旱轮作试验表明,经一茬水稻栽培可使土壤中根结线虫虫态完全消失,再种植马铃薯也不再发生根结线虫病,且马铃薯有效产量显著提高,青薯9号、合作88和丽薯6号的单株有效产量较对照分别提高50.5%、43.7%和26.0%,差异均极显著, 1002-1单株有效产量与对照差异不显著。由此可见,稻、薯轮作根结线虫防治效果明显。为进一步探索水旱轮作的防治机制,观察了土壤淹水进程中各种虫态消减动态。结果表明,在淹水过程中,根结线虫的卵、幼虫和成虫不同虫态此消彼长,要淹水60 d以上,土壤中才检测不到所有形态虫体。水早轮作中水稻生长期淹水时间足够长,满足防治线虫的淹水条件。因此结合抗病品种选用进行稻、薯轮作是防治马铃薯根结线虫病既绿色环保又可持续有效的方法。     

苦瓜种质资源对象耳豆根结线虫抗性鉴定

为筛选出抗象耳豆根结线虫的苦瓜种质资源,本研究以28份苦瓜种质资源为试材,采用盆栽幼苗人工接种象耳豆根结线虫的方式,接种45 d后通过根结指数、卵块指数、卵粒指数、繁殖系数以及病情指数等多个指标,结合隶属函数进行综合分析。结果表明：28份苦瓜种质材料受到象耳豆根结线虫侵染后各抗性指标存在明显差异。各抗性指标和隶属函数综合分析结果表明,苦瓜种质‘THMC131-1-1浅白’、‘THMC286-1-1’和‘patee-1刺绿’抗性最强,隶属函数总值分别为4.93、4.88和4.80;‘THMC360-1绿-1’和‘THMC358-1-1’抗性较弱,隶属函数总值分别为0.49和0.85。抗性种质‘THMC131-1-1浅白’、‘THMC286-1-1’和‘patee-1刺绿’可为苦瓜抗象耳豆根结线虫育种提供抗源材料。     

鲁西北保护地蔬菜根结线虫病发生危害及防治措施

调查发现目前鲁西北区保护地蔬菜上发生为害的根结线虫有南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、花生根结线虫(M.arenaria)和爪哇根结线虫(M.javani-ca),其中南方根结线虫占90%以上,引起多种蔬菜根结线虫病.相当感病或高度感病的蔬菜有黄瓜、茄子、番茄、西葫芦、西瓜、菜豆,在同一棚内连作高度感病蔬菜,株发病率可高达80%～100%,病根结指数大于40,造成减产30%～40%.采用阿维菌素乳油连续2年上、下茬4次施药,防治效果可达92.38%.     

不同辣椒种质对象耳豆根结线虫的抗性评价

近年来象耳豆根结线虫的危害日益严重.为筛选抗象耳豆根结线虫的辣椒种质,本试验利用种属特异性引物对根结线虫病原物开展分子鉴定,确定为象耳豆根结线虫.接着采用室内人工接种法,对10份一年生辣椒种质和10份中国辣椒种质进行象耳豆根结线虫抗性鉴定,计算根结指数和卵粒指数,并通过比较隶属函数,发现其中3份辣椒种质对象耳豆根结线虫表现为高抗,抗病性最强的是L518M和L525-1M,L42M次之;10份表现为中抗;7份表现为感病,抗病能力最弱的是L69-1M;未发现免疫品种.本研究发现中国辣椒种质的抗病性整体高于一年生辣椒,是重要的抗病种质来源,可用于象耳豆根结线虫抗病育种和后续抗病机理的研究.     

8个马铃薯品种对晚疫病的田间抗性比较

随着病原生理小种的变化和品种抗性的差异,马铃薯品种抗性监测已成为常态化的工作。为筛选出适合六盘水市水城区种植的高产抗病马铃薯品种,对辖区内8个马铃薯品种开展田间抗性评价试验并对其抗性及产量进行初步评价。结果表明,参试的8个品种中青薯9号、黔芋8号、凉薯14号对马铃薯晚疫病表现为抗病,云薯505对马铃薯晚疫病表现为中抗,威芋5号、希森6号对马铃薯晚疫病表现为中感,米拉、费乌瑞它对马铃薯晚疫病抗性差,均表现为高感。经全田测产,参试的8个品种平均产量依次为：黔芋8号>青薯9号>希森6号>费乌瑞它>威芋5号>云薯505>凉薯14号>米拉。     

马铃薯种质资源室内接种晚疫病的抗性鉴定

为了获得具有抗马铃薯晚疫病的品种,本研究以100份马铃薯种质资源为试材,采用室内离体叶片接种法和室内成株接种法进行晚疫病抗性评价,用高感品种Favorita接种后的症状为对照。室内离体接种鉴定结果为:‘CIP09-2’、‘CIP09-13’、‘DR-6’、‘DR-9’、‘花云’、‘R1R3’、‘云薯501’、‘R2’、‘BE13-3’等9份材料表现为高抗,占供试材料的9%;其它的15份表现中抗、44份表现抗病、23份表现感病和9份表现高感。欧氏距离类平均法聚类分析表明,聚为抗性品种的种质最多,其来源与马铃薯晚疫病的抗性没有太大关系。本研究对其中4份材料进行室内成株接种,结果表明:‘青薯10号’的抗病性高于离体叶片接种的抗性,为高抗品种;‘青薯9号’、‘2017ch-6’和‘费乌瑞它’抗性表现与离体叶片接种抗性鉴定结果一致。本研究发现所有供试马铃薯种质资源的抗性材料较丰富,可为抗病育种提供优质的亲本材料。     

贵州春播一熟区马铃薯品种(系)对晚疫病抗性田间评价

为了筛选适合贵州春播一熟区种植的抗病、高产、商品性好的马铃薯品种,于2014-2015年在赫章县对36个马铃薯品种(系)进行了田间抗性评价.结果表明:供试品种(系)对晚疫病抗性存在明显差异.其中,黔芋7号、Z-24和毕薯5号等3个品种(系)为高抗,占参试品种的8.3％;Z-30、威薯002等10个品种为中抗,占参试品种的27.78％;中感和高感品种23个,占参试品种的63.89％;未发现免疫品种.从马铃薯品种(系)对晚疫病的抗性、产量和商品性综合来看,黔芋7号、Z-24、Z-30、BP 50、青薯9号5个品种(系)表现好,审定后可在贵州春播一熟区进行推广和应用.     

基于高通量测序技术分析感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌群落结构

马铃薯根结线虫病害具有侵染性、隐蔽性、突发性和流行性,一旦被感染,将造成严重损失。为进一步分析健康马铃薯与感染根结线虫马铃薯根际土壤细菌的群落结构及多样性,本研究采用高通量测序技术对根际土壤细菌16S rRNA V3-V4区序列进行测序,应用生物信息学手段分析测序结果。结果表明,感染根结线虫的马铃薯根际土壤细菌类群Shannon指数和Chao1指数均比健康植株的低,Simpson指数比健康植株高,说明感病植株根际土壤中细菌群落丰富度和多样性均比未感病植株低。从门(Phylum)科(Family)属(Genus)上分析菌群丰度,可看出感病植株中主要的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria);优势菌科为链霉菌科(Streptomycetaceae)和微球菌科(Micrococcaceae);主要的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)和节细菌属(Arthrobacter)。本研究结果为进一步研究马铃薯根际微环境菌群的多样性和平衡性,提高马铃薯产量和质量提供理论基础。     

小麦及其近源属对南方根结线虫的抗性鉴定

采用二龄幼虫接种法对28份小麦及其近源属材料进行了南方根结线虫的接种鉴定。供试材料对南方根结线虫1号小种抗性表现出明显的差异,抗性与材料的染色体组型没有直接关系。燕麦材料中多数表现抗性;两个易变山羊草品种完全免疫;青稞材料中没有发现较强抗性材料;而小麦材料多数表现感性。推测小麦近缘属尤其是易变山羊草中蕴含着更多的对于南方根结线虫的抗性资源。初步筛选出0036、0089、0090等高抗性材料,以及0006、Z16、0142、0146、0150等感病材料,为今后大规模筛选抗源材料,进一步开展远缘杂交,抗性基因的分子标记以及基因的转移、定位和克隆等提供了有用的绩传材料．     

Diallel analysis of root-knot nematode resistance based on galling index in upland cotton

The southern root‐knot nematode (RKN) [Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood) RKN] is one of the most destructive pests in the Cotton Belt of the U.S. Developing and employing resistant cultivars is the most economical and efficient method for RKN management. This greenhouse investigation was conducted to understand the quantitative genetic basis of RKN resistance in the major RKN resistance sources using a nine‐parent diallel analysis based on improved RKN evaluation techniques. The selected genotypes consisted of three ‘Aubrun 623 RNR’ (here RNR = R oot‐knot N ematode R esistance)‐derived resistant lines, one moderately resistant cultivar ‘Acala Nem‐X’, and five susceptible cultivars. Comparison between F₁ and their parents in galling index revealed that the RKN resistance is partially dominant. The general combining ability was more important than the specific combining ability for RKN resistance. The estimates for broad‐sense and narrow‐sense heritabilities on galling index were 0.82 and 0.65, respectively, indicating that RKN resistance in the Auburn and Nem‐X resistance sources is largely controlled by genetic and additive effects. The minimum number of genes for RKN resistance was estimated to be two. Therefore, under reliable and uniform RKN inoculation and infestation conditions, single plant selection should be efficient in transferring Auburn RKN resistance into elite genetic backgrounds.     

SSR markers for marker assisted selection of root-knot nematode (<Emphasis Type="Italic">Meloidogyne incognita</Emphasis>) resistant plants in cotton (<Emphasis Type="Italic">Gossypium hirsutum</Emphasis> L)

Cotton (Gossypium hirsutum L) cultivars highly resistant to the southern root-knot nematode (RKN) [Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood] are not available. Resistant germplasm lines are available; however, the difficulty of selecting true breeding lines has hindered applied breeding and no highly resistant cultivars are available to growers. Recently, molecular markers on chromosomes 11 and 14 have been associated with RKN resistance, thus opening the way for marker assisted selection (MAS) in applied breeding. Our study aimed to determine the utility of these markers for MAS. Cross one was RKN resistant germplasm M240 RNR × the susceptible cultivar, FM966 and is representative of the initial cross a breeder would make to develop a RKN resistant cultivar. Cross two consists of Clevewilt 6 × Mexico Wild (PI563649), which are the two lines originally used to develop the first highly RKN resistant germplasm. Mexico Wild is photoperiodic. We phenotyped the F₂ of cross one for gall index and number of RKN eggs per plant and genotyped each plant for CIR 316 (chromosome 11) and BNL 3661 (chromosome 14). From this, we verified that MAS was effective, and the QTL on chromosome 14 was primarily associated with a dominant RKN resistance gene affecting reproduction. In the first F₂ population of cross two, we used MAS to identify 11 plants homozygous for the markers on chromosomes 11 and 14, and which also flowered in long days. Progeny of these 11 plants were phenotyped for RKN gall index and egg number and confirmed as RKN highly resistant plants. Generally about 7–10 generations of RKN phenotyping and progeny testing were required to develop the original RKN highly resistant germplasms. Our results show that commercial breeders should be able to use the markers in MAS to rapidly develop RKN resistant cultivars.     

不同种植模式下早春马铃薯产量性状和经济效益的分析

为解决早春马铃薯霜冻和干旱带来的灾害问题,提高马铃薯单产,以当地品种‘合作88’与引进品种‘青薯9号’为主体作物,采用大垄双行白膜下滴灌、大垄双行滴灌、大垄双行覆白膜、大垄双行、大垄双行稻草包芯、大垄双行覆黑膜、常规栽培7种栽培模式进行试验研究。结果表明：（1）‘合作88’产量最高的栽培方式是常规栽培 (57.18t/hm2),其次是大垄双行覆白膜(53.76t/hm2),产量最低的是大垄双行覆黑膜 (33.23t/hm2);‘青薯9号’产量最高的是大垄双行(64.26t/hm2),其次是大垄双行白膜下滴灌((61.14t/hm2),大垄双行覆黑膜的产量 (40.46t/hm2)最低。（2）除常规栽培外,其余6种栽培方式下‘青薯9号’的产量均高于‘合作88’。（3）大垄双行覆黑膜栽培下的纯收入（‘合作88’ 6.30万元/hm2,‘青薯9号’ 8.45万元/hm2）和产投比（‘合作88’2.95,‘青薯9号’3.58）最低。常规栽培下‘合作88’马铃薯的产投比(5.82)和纯收入（14.27万元/hm2）最高;大垄双行栽培下‘青薯9号’马铃薯的产投比(6.11)和纯收入（15.81万元/hm2）最高。因此,在建水县甸尾乡试验区,‘合作88’马铃薯最佳的栽培模式是常规栽培,‘青薯9号’最适宜的种植模式是大垄双行,且在栽培方式和管理措施适宜的情况下‘青薯9号’马铃薯是一个高产的品种。研究结果可为早春马铃薯种植方式的选择和推广提供参考。     

水分胁迫下马铃薯基因组DNA甲基化水平变化分析

DNA甲基化是表观遗传学修饰的重要研究内容之一,在植物生长发育和响应逆境胁迫等过程中起重要作用,其中水分胁迫是对植物生长发育最具危害的逆境胁迫之一。为探索马铃薯DNA甲基化与水分胁迫之间的关系,本研究采用PEG-6000模拟水分胁迫处理两个马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’,在PEG0%(对照),5%和10%浓度下,利用MSAP技术检测‘青薯9号’和‘大西洋’甲基化水平变化情况。结果表明:在相同条件下,抗旱型品种‘青薯9号’甲基化水平高均于干旱敏感型品种‘大西洋’。在0%(对照)、5%和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’MSAP比率为42.49%、38.14%、49.21%,甲基化水平与对照相比先降低后升高,‘大西洋’MSAP比率29.17%、22.92%、17.58%,甲基化水平逐渐降低。经统计,5%PEG和10%PEG胁迫下,‘青薯9号’和‘大西洋’均出现甲基化和去甲基化现象,其中‘青薯9号’甲基化和去甲基化比率分别为10.92%、6.43%和11.98%、15.36%,‘大西洋’分别为1.59%、8.22%和42.18%、24.34%,甲基化变异模式以去甲基化为主。‘青薯9号’和‘大西洋’均能发生CNG、CG和CG/CNG位点的甲基化和去甲基化,在水分胁迫下会产生较多的CNG和CG/CNG位点。本研究结果为探究马铃薯抗旱机制提供了理论基础。     

马铃薯不同品种间气孔密度及叶绿素含量的差异性研究

为不同地区马铃薯优质高产栽培选择合适的品种,采用显微照相法和相对叶绿素含量测定仪SPAD-502plus,研究3个品种间马铃薯气孔密度和相对叶绿素含量。结果表明,马铃薯气孔密度随生育期而逐渐变大,在盛花期达到最大值后略有下降;马铃薯相对叶绿素含量（SPAD值）的变化趋势与马铃薯气孔密度基本一致;通过试验研究得出抗旱性高的品种为‘青薯168’,需氮量较高的为‘青薯2号’。     

DNA甲基化参与调控马铃薯干旱胁迫响应

非生物胁迫下表观遗传对调控植物基因表达起重要作用,但是有关马铃薯干旱胁迫下的表观遗传研究甚少。本研究以马铃薯品种大西洋、费乌瑞它、C119、C16和青薯9号为试验材料,以MS培养基为对照以及分别添加200 mmol L~(-1)甘露醇、60μmol L~(-1)甲基化抑制剂(5-azadC)和60μmol L~(-1)甲基化抑制剂+200 mmol L~(-1)甘露醇,处理24 d后对试管苗表型性状和生理指标进行综合分析。结果发现,不同品种马铃薯对甘露醇和甲基化抑制剂响应程度趋势类似。在干旱和DNA甲基化抑制剂分别处理下,马铃薯植株干鲜重、株高、叶片数和叶绿素含量均显著减少(P0.05), SOD、POD、CAT活性和Pro、MDA含量均显著增加(P0.05),而分枝数、根长、平均根粗均无明显变化,表明马铃薯不同性状指标在响应干旱胁迫和DNA去甲基化时,受到的调控通路可能不同。进一步比较干旱胁迫和DNA去甲基化共同处理与分别处理下表型性状和生理指标的差异发现,共同处理使马铃薯植株表型性状受到进一步抑制,同时活化了SOD、POD、CAT,并且使Pro、MDA含量增加,表明马铃薯在响应干旱胁迫过程中,部分表型的形成与DNA甲基化调控相关。这将为深入研究马铃薯干旱胁迫响应与表观遗传学之间的调控网络通路提供初步的理论基础。     

中国88个马铃薯审定品种SSR指纹图谱构建与遗传多样性分析

为对马铃薯品种鉴别、优良杂交组合选配提供分子水平上的依据,利用SSR标记构建了中国2000-2007年审定的88个马铃薯品种的指纹图谱并进行了遗传多样性分析。以138对SSR引物对16份遗传差异较大的马铃薯材料的基因组DNA进行了扩增,筛选出10对多态性高、谱带清晰的引物。利用10对SSR引物对全部供试材料进行扩增及电泳检测,共检测到135个等位位点,其中133个为多态性位点,多态性比率达98.52%。每对SSR引物扩增出的等位位点数7~22个,平均13.5个,多态性信息量变化范围为0.7604~0.9375,平均0.8501。通过对电泳检测结果的统计分析,利用S180、S25、S7、S151、S184及S192等6对引物构建了88份供试材料的SSR指纹图谱。聚类分析表明,在相似系数0.620处,所有供试材料被被聚为一类,在相似系数0.652处,81.8%的材料仍然聚在一起,从分子水平上表明供试材料遗传基础非常狭窄。聚类分析结果与供试材料系谱来源有较好一致性,同一栽培区域育成的品种在不同程度上聚在一类。     

干旱胁迫对马铃薯生理特性及解剖结构的影响

通过研究不同土壤含水量条件下马铃薯的植物学性状、生理指标和显微指标等,探讨马铃薯在干旱胁迫下的抗旱反应和抗旱生理机制。试验用‘青薯9号’和‘闽薯1号’2个品种,以T₀ (CK)适宜水分（土壤相对含水量为70%~75%）为对照、其他土壤含水量分别为55%~60% (T₁)、40%~45% (T₂)、25%~30% (T₃)和出苗后不再浇水(T₄)等水分胁迫处理下,分析其植物学性状、生理指标和显微指标。试验结果：（1）水分胁迫对2个马铃薯品种的植物学性状（株高、茎粗、地上部分鲜重、地上部分干重、叶面积、根的鲜重、根的干重和根长）均有显著影响,随着土壤含水量的降低,‘青薯9号’和‘闽薯1号’2个品种的上述性状指标均有降低趋势,其中‘青薯9号’的株高、地上部分鲜重、地上部分干重、根的鲜重、干重和根长均大于‘闽薯1号’。（2）生理指标分析表明：在T₂~T₄水分胁迫下,马铃薯的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)等含量与对照T₀相比有极显著差异(P<0.01);（3）显微结构分析表明：叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比均受到水分胁迫影响。该试验为马铃薯的抗旱栽培和育种提供了理论依据。     

定西市常用马铃薯亲本杂交效果的评价

应用杂交亲本12份,包括定薯1号、定薯2号、青薯2号、青薯6号、青薯7号、大西洋、新大坪、D1533、B47、陇薯3号、陇薯5号和陇薯6号,配制组合,研究如何利用这些亲本材料,结果表明:B47作母本时杂交坐果率最高,达到87.3%;父本中新大坪孕性最好,坐果率最高,达13.8%;另外B47、定薯1号、青薯7号和D1533都是既可作母本又可作父本的优良亲本材料。