抗菌核病甘蓝型油菜种质的筛选与鉴定

菌核病是由核盘菌引起的常年严重危害油菜生产的真菌性病害。通过收集贵州油菜种植区田间菌核,对其进行培养繁殖获得大量核盘菌;利用繁殖的菌核对2 000份甘蓝型油菜恢复系种质资源进行连续2年田间鉴定,从中筛选出51份抗菌核病恢复系材料,其中39份材料的菌核病发病率、病情指数和相对发病指数均低于抗性对照中油821。结合油菜种子品质分析,结果显示,种子芥酸含量与油菜菌核病抗性成正相关关系。     

大豆菌核病抗病资源的筛选

豆菌核病是由核盘菌侵染所造成的一种世界性病害,其寄主广泛,危害严重。在我国油菜、大豆和保护地蔬菜的菌核病问题尤为突出,严重时会导致毁灭性的损失。本试验从三种人工接种方法中筛选了一套简单易行的茎干切割的方法,对黑龙江主栽的大豆品种进行了苗期菌核病的耐病性鉴定,鉴定出耐病资源9份,占总鉴定材料的18%。为今后的大豆抗菌核病育种工作奠定坚实的理论和实践基础。     

野生大豆资源对灰斑病抗性鉴定与评价

开展野生大豆资源对灰斑病抗性鉴定,旨在为拓宽大豆灰斑病抗病的新基因资源和鉴定新的抗病种质,用于抗灰斑病育种工作。在大豆生育阶段R3-R4时期对104份野生大豆材料进行人工接种灰斑病菌。结果表明：抗病材料有29份,占供试材料的27.9%;中抗材料有45份,占供试材料的43.3%;感病材料有30份,占供试材料的28.8%。用灰斑病菌多菌株接种于104份野生大豆材料进行抗病性指数测定,结果表明：有86份材料抗性指数较高,对不同来源的菌株均表现了一定的抗病性,这些材料可用于水平抗性育种工作。野生大豆资源中有丰富的抗灰斑病基因资源,即有单一抗性资源还有广谱抗性资源。     

油菜菌核病抗性机理及抗病遗传育种研究进展

菌核病是由腐殖营养型寄生真菌核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)侵染引起的一种广谱性病害,严重危害油菜产量和品质。本研究从菌核病的危害及发病原因;病原菌和寄主的互作机制,包括核盘菌侵染油菜的途径、方式及油菜通过植物激素(JA/ET和SA等)介导的信号转导以及MAPK信号途径诱导防御基因表达,合成降解真菌细胞壁的酶类,植保素与木质素、酚类化合物、硫苷、生物碱等抗病次生代谢物抵御核盘菌侵染;生物防治、无花瓣育种、基因工程育种等菌核病防治技术;抗菌核病油菜育种研究进展四个方面对油菜菌核病研究进行论述,分析了菌核病及其抗性研究中存在的问题,对今后的研究方向进行展望,旨在为解释菌核病分子机理及抗病育种提供理论依据。     

甘蓝型油菜抗菌核病研究进展

油菜是主要油料作物之一,由核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)deBary)引起的菌核病(sclerotiniastemrot)是油菜的主要病害。针对当前与菌核病相关研究的新进展,本研究从4个方面对其进行了概括：（1）核盘菌的侵染方式以及在侵染过程中核盘菌分泌的草酸与寄主中钙离子的动态关系;（2）油菜通过合成植保素、酚类化合物、木质素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等来抵抗核盘菌入侵的抗病机理;（3）现有综合防治技术中抗性种质筛选、无花瓣育种和生物防治;（4）利用与草酸代谢相关基因、抗病相关基因、防御相关转录因子基因和抗菌肽基因开展的油菜基因工程研究成果。并且进一步提出了未来油菜抗菌核病研究的可能方向,这些总结与建议为今后油菜抗菌核病研究提供了有益参考。     

东北地区大豆种质对灰斑病抗性评价与农艺性状分析

大豆灰斑病是中国北方春大豆品种区域试验必须鉴定的重要病害之一,为明确东北地区大豆种质资源抗灰斑病差异,积累优异抗源材料,本研究采用叶面喷雾法,以东北地区大豆种质资源为供试材料对大豆灰斑病优势和强毒性小种进行混合接种。结果表明,306份鉴定材料中高抗26份,占供试材料的8.5%;抗病67份,中抗47份,分别占供试材料的21.9%和15.4%;不同地区大豆种质对灰斑病的抗性存在差异,辽宁省表现为抗病的种质所占本省比例要高于吉林省和黑龙江省,育成品种在不同抗性级别的品种所占比例均高于地方品种。高抗种质的农艺性状类型较为丰富,紫花或圆叶居多,百粒重和生育期分布较广。     

101份中国甘蔗主要育种亲本褐锈病抗性鉴定及Bru1基因的分子检测

由黑顶柄锈菌引起的甘蔗褐锈病是一种重要的世界性甘蔗病害,Bru1是甘蔗抗褐锈病主效基因,该基因对不同地区的褐锈病分离物具有广谱抗性。为明确中国甘蔗主要育种亲本对黑顶柄锈菌的抗性水平,了解Bru1基因在这些亲本中的分布情况,本研究于2014年对中国国家甘蔗种质资源圃保存的101份甘蔗主要育种亲本进行苗期抗褐锈病鉴定和抗褐锈病基因Bru1的分子检测。结果显示,供试亲本中,共48份抗病材料含有抗褐锈病基因Bru1,频率为47.5%,表明中国甘蔗主要育种亲本中褐锈病抗性主要由Bru1控制;其余29份抗病材料和24份感病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,暗示除了Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。研究结果为深入开展甘蔗抗褐锈病育种,选育和推广优良抗病品种,有效防控甘蔗褐锈病提供了科学依据和优良抗性亲本。     

利用SSR标记分析油菜菌核病抗性资源遗传多样性

为掌握油菜菌核病抗性资源遗传多样性,揭示材料的遗传背景,明确材料间的亲缘关系,从而促进抗菌核病油菜育种。本研究利用40对SSR核心引物,对汉中市农科所经过茎秆接种鉴定的菌核病抗性表现较好的43份油菜材料进行遗传多样性分析,利用NTSYS-pc2.10e软件计算材料间遗传相似系数,UPGMA法进行聚类分析。研究表明,40对SSR引物共检测到291个条带,平均每个标记检测到7个条带,每个SSR位点的遗传多态性信息含量PIC在0.53~0.98之间,平均值为0.76。供试43份油菜材料遗传相似系数主要分布在0.66~0.76之间,遗传相似度较高。本研究表明油菜抗菌核病资源遗传多样性较低,亲缘关系较近,应进一步加强抗性资源筛选,丰富现有油菜遗传背景,从而促进抗菌核病油菜新品种选育。     

烟草种质资源黑胫病抗性鉴定及亲缘关系SSR分析

黑胫病是烟草大田生产的主要病害之一。烟草种质资源抗病性的筛选、鉴定和亲缘关系分析是抗病育种的基础。利用黑胫病1号生理小种对49份种质资源进行了抗病性鉴定,并利用SSR分子标记进行了遗传多样性和亲缘关系分析。结果表明:24份材料表现为抗黑胫病,其中大叶永烟、G80、E9、MS212-8的抗性比较好;7份材料表现为中抗黑胫病;中感黑胫病和高感黑胫病材料共6份;12份材料表现为感黑胫病。49份烟草种质资源的平均有效等位基因数为3.06(1.31),平均Shannon’s信息指数为1.18(0.36)。23对SSR引物在遗传相似系数为0.66时将49份材料分为4个类群,第Ⅰ类群为抗病材料K326;第Ⅱ类群包括6份材料;第Ⅲ类群为4份感病材料;第Ⅳ类群包括38份材料。抗病材料主要集中在第Ⅳ类群,其遗传背景狭窄。     

大豆种质资源对灰斑病抗性遗传变异研究

本研究旨在为培育高抗灰斑病品种挖掘优良种质资源。以1164份大豆资源（国内915份、国外145份和野生104份）为试验材料,通过人工接种大豆灰斑病病菌条件下鉴定材料抗病性。1164份供试材料灰斑病病情指数平均为52.2%,遗传变异系数为23.9%;64.9%的品种具有灰斑病抗性;抗性最高的是‘承豆6号’,病情指数为10%;国外品种资源群体对灰斑病抗性高于野生高于国内;国内13个省份的供试材料中黑龙江群体材料对灰斑病具有较高的抗性,平均病情指数为52.0%;在黑龙江品种资源的7个主要类型中,‘垦农号’系列群体表现对灰斑病最高的抗性,93.8%品种对灰斑病具有不同程度的抗病性;其次是‘垦鉴豆号’系列和‘绥农号’系列,抗病性品种占比分别为88.2%和85.7%;同时筛选出10份对灰斑病高抗的黑龙江品种分别为‘垦农19号’、‘垦农17号’、‘黑农43号’、‘黑农47号’、‘垦鉴豆4号’、‘垦鉴豆33’、‘绥农11号’、‘绥农12号’、‘绥农15号’和‘东农43号’。大豆种质资源灰斑病的抗病性保留着丰富的遗传变异;10个高抗品种可以作为培育抗灰斑病品种的资源材料。     

油菜不同早熟品种菌核病抗性分析

为了鉴定抗菌核病早熟油菜品种,筛选油菜菌核病常发区主导品种,减轻菌核病危害,有效控制产量损失。通过2010-2011年在云南保山市隆阳区板桥镇进行全国早熟油菜品种筛选试验,对其参试的13个油菜品种进行菌核病抗性研究。结果表明：13个供试品种菌核病发病率分布在2.37%~29.99%之间,病情指数介于1.5~22.75之间,供试早熟油菜品种病情指数与生育期呈正相关,随着生育期推迟,发病加重;田间湿度大,油菜成熟期氮素肥料偏重的前提下,明显加重菌核病为害,显著降低油菜最终收获产量。菌核病从苗期始为害油菜、成熟期为害发病率和病情指数最重。供试的13个品种抗菌核病能力大体可分为5个类群,S0013、C868、‘10棚63育19’ 3个品种全生育期均表现出较强的抗菌核病能力,可作为油菜菌核病常发区主导品种和育种材料使用。     

黑龙江省核盘菌致病性分化研究

为进一步明确核盘菌种群内致病力分化现象,采用离体叶片菌饼接种方法,以向日葵品种‘丰葵杂1号’为供试寄主,对采集自黑龙江省6个地区18个县的大豆和向日葵两种寄主植物的93个核盘菌菌株进行了致病性测定。结果表明,除14个菌株不能致病外,其余79个菌株均能引起向日葵叶片发病,但所致病斑直径的大小差异很大(0.2~5.3 cm),中等致病力菌株数量较多,共占总菌株数的66.7%。来源于同一地区以及同一地块的菌株其致病性也达到了极显著差异,说明在所测定的核盘菌分离株内确实存在着致病力强弱明显不同的菌株,这种致病力强弱明显不同的现象与菌株来源地区和寄主来源间均无明显的关系。     

向日葵菌核病田间接种方法及品种抗病性研究

建立有效的向日葵菌核病盘腐田间接种鉴定方法,对向日葵抗性资源筛选和抗病育种具有重要意义。试验以菌核病菌PDA菌丝体悬浮液、高粱粒菌丝体和子囊孢子悬浮液作为接种物,分别对不同抗感向日葵品种在R5.1（始花期）、R5.5（半开花期）和R6（盛花期）进行人工接种,从而筛选出最佳接菌物类型、浓度及接种时期,并用此方法对18个品种连续2年进行了抗性评价。试验结果表明：3种接种物均可使不同向日葵抗感品种产生盘腐症状。PDA菌丝体为30.0 g/L、高梁粒菌丝体为0.4 g/盘和子囊孢子为1×10³个/mL浓度即可区分出向日葵品种间抗感性差异。R5.1~R5.5接种较R6可获得更高的发病率及病情指数。正交试验结果表明,田间盘腐接种的最佳条件为：接种物为子囊孢子悬浮液,浓度为1×10³个/mL,接种时期为R5.1,保湿时间为48 h。同时筛选出4个对盘腐型菌核病表现抗病的向日葵品种。本研究所建立的向日葵田间接种方法能够有效地对向日葵进行抗菌核病筛选和鉴定。     

果桑肥大性菌核病菌和油菜菌核病菌的交叉侵染、生物学特性及遗传关系

分别以果桑肥大性菌核病菌和油菜菌核病菌的子囊孢子交叉接种油菜和果桑。结果表明,杯盘菌子囊孢子能够侵染油菜,同样,核盘菌子囊孢子能够侵染果桑;在受侵染的桑椹上2种病菌均产生分生孢子梗和分生孢子,而在油菜上不产生。显微镜观察,杯盘菌的子囊盘外囊被切面为圆胞组织结构,核盘菌为角胞组织结构。SRAP分子标记和聚类结果表明,采自西南地区果桑上的杯盘菌和油菜上核盘菌基本各自聚在一类,其中一个杯盘菌分离物和一个核盘菌分离物聚在一类,表现特别。2种寄主上的病菌子囊孢子能相互侵染,因而果桑和油菜不能间套种植。     

BnMAPK1超量表达提高甘蓝型油菜菌核病抗性

植物MAPKs (mitogen-activated protein kinases)在多种生物和非生物胁迫中起重要作用。课题组前期克隆了甘蓝型油菜BnMAPK1基因,并获得BnMAPK1超量表达植株。本文以甘蓝型油菜中油821DH系为对照,以超量表达BnMAPK1的转基因油菜为试材,采用离体叶片接种的方法,测定染病叶片病斑的大小及病斑周围叶片的草酸含量,并用qRT-PCR检测转基因植株4个病程相关蛋白(OXO、Cu/ZnSOD、PR2、PR3)编码基因在核盘菌胁迫下的相对表达动态变化。结果表明,甘蓝型油菜BnMAPK1超量表达可显著抑制核盘菌对离体叶片的侵染,控制染病叶片内草酸毒素的积累,可能可以解除核盘菌对OXO表达的负调控,使另外3个病程相关蛋白基因(Cu/ZnSOD、PR2、PR3)表达上调。表明BnMAPK1超量表达可有效提高油菜菌核病抗性。     

不同油菜品种对油菜菌核病的田间抗性鉴定

为明确不同油菜品种对江西省油菜菌核病的田间抗性表现,以‘中油杂200’、‘赣油杂108’和‘华油杂62’等30个不同遗传背景的油菜品种为研究对象,分别在南昌市、宜春市和九江市开展了田间自然抗性鉴定。【结果】不同的油菜品种在同一地点具有不同的抗性表现,同一油菜品种在不同地点也存在较大的抗性差异;综合各地的抗性表现,‘中油杂22’、‘赣油杂108’、‘富油668’、‘中油589’、‘圣元77’和‘赣油杂1009’对核盘菌有较高的自然抗性且稳定性相对较好。【结论】本结果可为江西省油菜菌核病抗性品种的推广应用及油菜抗性育种提供依据。     

Leaf glucosinolate profiles and their relationship to pest and disease resistance in oilseed rape

Summary Glucosinolates are sulphur-containing glycosides which occur within vegetative and reproductive tissue of oilseed rape. Following tissue damage, glucosinolates undergo hydrolysis catalysed by the enzyme myrosinase to produce a complex array of products which include volatile isothiocyanates and several compounds with goitrogenic activity. Many of these products have been implicated in the interaction betweenBrassica and their pests and pathogens and some may have a role in defence mechanisms. Low glucosinolate (00) oilseed rape cultivars have been shown to possess similar concentrations of leaf glucosinolates as high glucosinolate (0) oilseed rape cultivars. Likewise, despite considerable speculation to the contrary, 00 cultivars have been shown not to be more susceptible to pests and pathogens than 0 cultivars. The potential to enhance pest and disease resistance of oilseed rape by manipulating the leaf glucosinolate profile without reducing seed quality is discussed.     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜防御相关基因表达差异分析

菌核病是油菜主要病害, 至今尚未在油菜及相关植物中找到抗性基因。本研究利用qRT-PCR法比较了抗病品种宁RS-1和感病品种APL01在接种核盘菌后0~48 h内11个防御相关基因的表达差异, 以揭示抗病品种宁RS-1的抗病机制。结果表明, 4个基因(PGIP、Cu/ZnSOD、OXO和GLP)在核盘菌诱导前后抗、感品种内表达量均较高, 且抗病品种的表达量显著高于感病品种, 尤其是PGIP基因, 抗病品种宁RS-1在24 h的表达量为诱导前的170.4倍, 而感病品种仅为诱导前的3.5倍, 该时期抗病品种PGIP的表达量为感病品种的1299.4倍;2个基因(LOX2和PDF1.2)在诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 但抗、感品种间表达量差异显著;5个基因(FeSOD、PAL、EDS1、PR1和EIN3)诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 且抗、感品种间的表达量差异不显著。推测抗病品种宁RS-1对菌核病的抗性可能是由于PGIP的上调表达, 抑制了核盘菌PG蛋白对侵染部位油菜组织细胞壁的降解, 从而抑制了油菜菌核病的发生与蔓延。     

The Effect of A Genome Substitution on the Resistance of Brassica napus to Infection by Leptosphaeria maculans

Six accessions belonging to four subspecies of Brassica rapa, including three accessions of B. rapa subsp. sylvestris, were crossed with B. oleracea subsp. alboglabra in order to develop a series of synthetic B. napus lines with a common C genome but contrasting A genomes. Different A genomes had significant effects on the efficiency of B. napus resynthesis and the sexual compatibility of the synthetic lines with oilseed rape cultivars. The synthetic lines were used to investigate the effect of A genome substitution on the resistance of B. napus to infection by Leptosphaeria maculans, and to explore the potential for the use of wild forms of B. rapa in oilseed rape breeding programmes. Synthetic lines derived from two wild accessions of B. rapa, and their F₁ hybrids with oilseed rape cultivars, expressed high levels of resistance to L. maculans in glasshouse experiments. One of these lines also expressed high levels of resistance in field experiments in England and Australia when exposed to a genetically diverse pathogen population. All other synthetic lines and cultivars were highly susceptible in both glasshouse and field experiments. F₁ hybrids between oilseed rape cultivars and synthetic lines derived from B. rapa subsp. chinensis were significantly more susceptible than either parent.