陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性SSR分析

 【目的】甘肃陇南地区是小麦条锈菌最主要和最大的越夏区,本研究的目的是分析该地区的小麦条锈菌自然群体的遗传结构,探索其分子遗传变异规律。【方法】采用TP-M13-SSR 荧光标记技术,对甘肃省陇南地区8个种群409个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行SSR标记分析。【结果】陇南地区小麦条锈菌的观察等位基因数（Na）为1.95,有效等位基因数目（Ne）为1.43,Nei's (1973)基因多样性指数（H）为0.27,Shannon 信息指数(I)为0.41。武都、文县和秦城种群遗传多样性较高,徽县、成县和西和种群相对较低。AMOVA分析结果表明,小麦条锈菌群体间和群体内都存在着一定的遗传分化,群体间的遗传变异占总变异的12.5%,群体内遗传变异占87.5%。地区间的基因流Nm =1.83。【结论】陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性很丰富,但地区之间有一定的差异;群体遗传变异主要存在于群体内部,不同地区间存在基因的交流和病原菌的移动。     

SSR分子标记技术在小麦遗传多样性研究中的应用

分析了小麦遗传多样性研究的必要性及SSR分子标记在小麦遗传多样性研究中的现状,并在此基础上提出了今后小麦育种发展的方向。     

SSR标记技术及其在小麦遗传多样性研究中的应用

SSR（Simple Sequence Repeat）分子标记技术是近10多年来发展起来的、以PCR技术为基础的DNA多态性检测技术。通常表现为共显性、呈孟德尔式遗传、具有较好的稳定性和多态性、遗传信息重大。目前已广泛应用于基因组研究的各个领域。文章主要论述了Genomic--SSR和EST--SSR子标记技术的特点、原理及实验中的技术要点。并总结了其在小麦遗传多样性研究方面的应用。     

基于RNA-seq数据的小麦条锈菌SSR标记开发

为开发小麦条锈菌基因组编码区内多态性高的SSR标记,应用MISA软件从4个小麦条锈菌分离物转录组测序数据中搜索SSR位点并设计相应引物。结果表明,在小麦条锈菌转录组2 941条unigenes中发现6 083个SSR位点,SSR发生频率为14.13%,平均每9.84 kb出现1个SSR位点。获得的SSR有144种重复基序,单核苷酸和三核苷酸是主要重复类型,分别占SSR总数的42.33%和39.90%。T和AAC、ATC、CAT分别是单核苷酸和三核苷酸的优势重复基序。转录组中SSR重复次数以5~12次为主,基序长度主要集中在12~20 bp。随机合成100对SSR引物对3个小麦条锈菌分离物基因组DNA进行PCR扩增,有87对引物可以扩增出条带。总之,这些基于转录组发掘的SSR位点出现频率高、类型丰富,在小麦条锈菌群体遗传结构研究、分子标记开发等方面具有一定的应用潜力。     

SSR技术在遗传多样性研究中的应用

遗传多样性可用来描述种群遗传变异和研究维持变异的机制,是生物多样性的基础。综述了SSR技术的原理及其在遗传多样性研究中的应用。     

SSR技术及其在玉米研究中的应用

简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)技术以其丰富的多态性、共显性遗传、重复性好和操作简单等优点正广泛用于植物种质资源及育种的研究.文章简要介绍了SSR技术的原理、特点及引物获得的途径,对SSR及其它几种分子标记技术进行了比较,并着重介绍了近年来SSR技术在玉米指纹图谱、品种鉴定、目标性状基因定位、遗传多样性及优势类群划分中的应用现状及前景.     

SSR标记在小麦遗传资源利用中的应用

介绍了SSR标记技术的原理和特点,概述了SSR标记在小麦遗传图谱和物理图谱的构建、核心种质的筛选、遗传多样性分析、分子标记辅助选择等方面的应用现状。     

小麦条锈菌和叶锈菌的复合PCR检测

利用真菌β-微管蛋白基因的保守序列和小麦条锈菌(Puccinia striiformi f.sp.tritici)、叶锈菌(Puccinia tri-ticina)的SCAR标记引物,对锈菌孢子与感病小麦叶片总DNA进行复合PCR检测,扩增获得了小麦条锈菌171bp和叶锈菌226 bp的特异性DNA片段,其检测灵敏度可达到50 μg·L~(-1)模板DNA浓度水平.在此基础上,可进一步制备小麦锈菌不同种的分子诊断、检测试剂盒.     

基于近缘物种SSR引物和EST-SSR序列的梅花SSR引物开发

为获得更多的梅花SSR引物,本研究筛选了84对梅花近缘物种的引物,并从梅花EST数据库的序列中设计了23对EST-SSR引物,用12个梅花品种对这些引物进行了多态性检测。结果表明,近缘物种的引物有69对能扩增出条带,有效扩增率达82.1%,从中筛选的14对引物共得到85个等位基因,平均值为6个。有效等位基因数在2.07...     

小麦条锈菌效应蛋白Hasp83在条锈菌致病性中的功能分析

【背景】条锈病是小麦上的重大病害,由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）侵染引起。条锈菌是活体营养型寄生真菌,在侵染过程中形成吸器,通过吸器从寄主植物汲取营养。同时,吸器分泌效应蛋白调控寄主免疫,促进侵染过程。【目的】明确条锈菌效应蛋白的功能及其作用机理,为揭示条锈菌的致病机制打下基础。【方法】比较分析条锈菌夏孢子、芽管和吸器转录组,获得在吸器诱导表达的分泌蛋白基因Hasp83,在本氏烟叶片细胞中瞬时表达观察是否能抑制由BAX引起的细胞坏死;利用qRT-PCR分析该基因在条锈菌侵染小麦不同阶段的表达水平。借助荧光假单胞菌Ⅲ型分泌系统和寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）分析Hasp83在条锈菌侵染过程中的功能。利用酵母双杂交系统筛选小麦中与Hasp83互作的蛋白,免疫共沉淀技术进一步在烟草细胞中共表达验证Hasp83及其候选靶标蛋白的互作。【结果】Hasp83开放阅读框全长522 bp,编码173个氨基酸,蛋白N端1—29位氨基酸为信号肽,无保守结构域,在本氏烟叶片细胞中...     

小麦叶锈菌生理分化研究中的问题和改进意见

Stakman建立的用鉴别寄主鉴定锈菌生理小种的方法对抗病育种曾起了很大的作用,然而实践证明还存在不少问题。(1)生物间遗传学指出,Stakman建立的方法。其观点偏重于锈菌分类,而忽视寄主和病原物的相互作用。所以所用的鉴别寄主仅注意其鉴别作用,可与生产毫无关系,可以鉴定出许多小种,而不知道它们与生产有关的品种有什么关系。(2)在自然间寄主和病原物是以群体对群体起相互作用的,而传统研究是研究个体与个体的关系。此外,小种内存在变异性,被鉴定为同一小种的不同菌株的毒性不一定相同,任意选择一个菌株来测定品种的抗病性未必有代表性,用这种方法测出的抗病品种推广出去就容易引起抗病性丧失问题。(3)在不同生态条件下形成的锈菌的群体毒性不一定相同,这种毒性不同的类群我们称为生态类群。过去的小麦品种抗病性测定工作多在局限的条件下用人工接种进行。把用这种方法测出的抗病品种推广到广大的锈菌群体中去,也容易引起抗病性丧失问题。我们赞成今后研究小麦锈病应有群体观点,用毒力频率,毒力组合,抗性组合等方法来研究小麦群体和锈病群体的关系。应有生态观点,用异地鉴定来监测锈菌毒性和品种抗性的变异。应有进化观点,以基因鉴定来代替小种鉴定,把寄主的病原物相互作用研究放在遗传学基础上。在利用已知基因作鉴别寄主方面,虽然抗原的抗性基因可与Lr近等基因系的相同,但由于表现型相同基因型不一定相同,所以这两种材料都得同时采用,不能互相代替。抗性基因鉴定是复杂的。一般认为阿芙乐尔会有Lr26基因。Bastos认为除Lr26外,还有Lr3。杨文香认为除Lr26和Lr3外,还有Lrl4a。又Bastos认为洛夫林13含有Lr26和Lr3,相文香认为只含有Lr24,检查不到Lr3。     

EST-SSR标记的发展和在植物遗传研究中的应用

SSR标记已经成为植物遗传育种中应用的主要的分子标记之一,然而,SSR引物的开发源于基因组文库,即花费大又效率低。随着大量表达序列标签(ESTs)的出现,对于许多植物而言,利用ESTs数据库开发SSR引物是一项高效、低花费的选择。目前,EST-SSR标记在一些植物中的利用已有报道,笔者就EST-SSR标记的发展和在植物遗传中应用的研究进展进行回顾和评述。     

在小麦叶锈病研究中小麦品种和叶锈菌相互作用的辩证分析

本文根据我校在小麦叶锈病研究中的发现,从小麦品种和叶锈菌的相互作用,对小种鉴定和品种抗病性测定,毒性的个性和共性,毒力的强弱与小种消长的关系,毒性的专化性和寄主范围,毒性的地区性和品种的抗病性等方面作了辩证的分析。指出今后研究锈病应有群体观点,因为小麦品种和叶锈菌是以群体对群体起相互作用的。用传统的方法研究锈菌的生理分化,不仅鉴别寄主的有用性是局限的,並且同一小种的不同菌株的毒性不一定相同,任意选一菌株测定品种的抗病性,並且研究的是个体品种与个体菌株的相互作用,这种方法有很大的片面性,把在局限情况下测定的抗病品种推广到自然间锈菌群体中去,就很容易发生抗病性“丧失”问题。今后研究锈病应有生态观点,因为小麦品种锈菌及其相互作用无不受外界条件的影响。在不同生态条件下形成的锈菌群体的毒性不一定相同,培育抗病品种应注意农业生态系的特殊性。今后研究锈病还应有进化观点,因为小麦品种和锈菌是相互联系相互制约地共存和共同进化的,应该从遗传学角度来研究锈菌的适合度和小麦品种抗性的持久性。     

小麦Wrab18基因在小麦与叶锈菌互作中的功能研究

小麦Wrab基因家族分离于一种抗寒性小麦品种,该家族基因受冷胁迫或脱落酸诱导,在冷胁迫或脱落酸诱导后有高表达。通过构建转录组数据库,发现Wrab18基因在小麦抵抗叶锈菌侵染的过程中有明显上调。本试验以小麦品种‘洛夫林10’(简称‘L10’)与叶锈菌生理小种260组成不亲和组合,采用RT-PCR技术克隆Wrab18全长序列;应用生物信息学方法分析该基因的序列特征;通过与GFP蛋白融合进行亚细胞定位;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测Wrab18基因的表达;利用VIGS技术沉默Wrab18基因后,探究Wrab18基因在小麦与叶锈菌互作过程中的作用。结果克隆得到510bp的Wrab18基因开放阅读框全长,生物信息学分析表明,Wrab18可能不含有跨膜结构,为亲水性蛋白;亚细胞定位显示Wrab18定位于细胞质及细胞核中;Wrab18基因在接菌后8h表达量有明显增高;通过VIGS技术沉默‘L10’中的Wrab18基因,在接种叶锈菌后96h,发现叶锈菌的吸器母细胞数量增多,引起的小麦HR细胞面积增大,表明Wrab18基因参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的过程,并在该过程中发挥正调控作用。     

SSR与ISSR分子技术在家蚕研究中的应用

随着分子标记的发展,SSR与ISSR分子技术越来越多地被应用于真核生物遗传多样性分析中。介绍了SSR与ISSR的原理、特点以及它们在家蚕研究中的应用。     

小麦锈菌群体毒性结构和变异

本文以小麦锈菌群体毒性结构和变异方面的研究进展为例,评介了植物—病原菌群体遗传学的原理和方法。采用单基因系作鉴别寄主后,就能够确定锈菌毒性基因组成及其频率。Groth 提出的理论模型描述了品种变动所引起的锈菌毒性频率的变化,但小麦秆锈菌二十余年的田间标样分析表明,毒性变化状况更为复杂,寄主抗病性也并非影响毒性变化的唯一因素。Vanderplank 用定向选择和“稳定化选择”解释病菌毒性频率的变化,但大量精细实验和小种鉴定结果提供了不利于这一假说的证据。虽然由于人们对植物和病原菌群体间相互作用的遗传学和生物学细节知之甚少,现在还不能对此得出最终结论,但这不表明 Vanderplank 可能是完全正确的。     

云南省小麦叶锈菌毒性研究

 小麦锈病是云南省小麦生产上近年来常见的病害之一.监测分析叶锈菌群体的毒性,弄清楚云南省小麦叶锈菌的毒性类型和毒性基因分布组成特点,对抗病育种及合理抗性品种的利用具有特殊意义.     

小麦叶锈菌生理小种研究

根据全国统一的８个寄主鉴定结果，仍以叶１（２６），叶２（３６０）和洛１０小种群为主要优势小种（群）。在洛１０小种中仍以３６１，２６１，３６３和３７７出现频率较高。近年来，叶１，叶２出现频率在逐年增长，叶３在下降。用新鉴别寄主鉴定的小种，以Ｖ１，９－１２，１５－１６；Ｖ１，９－１２，１５－１６；Ｖ１，９－１６；Ｖ１，９－１２，１４－１６；Ｖ１，９－１３；１５－１６出现频率较高。用毒力频率分析，ＩＲＮ６６—３３１，Ｒｅｄｍａｎ６０６８，百农３２１７和丰抗１３抗性较好，而东方红３号，丰产３号等品种高度感病，能侵染洛１０品种小种在逐年上升，毒力频率均达８３．３３％。这为抗锈育种寻找抗源提出了新的要求。     

诱变技术在小麦育种中的应用研究

在国家经济发展水平日益提高和科技事业创新发展和完善的背景下,各行各业和各个部门间的竞争激烈程度逐步增加。激烈的竞争促使人们通过运用先进的技术手段来保证自身的创新发展,从而更好的适应竞争环境。在这样的环境之下,国家诱变育种工程也开始面对巨大的压力和发展方面的挑战。在如今的小麦种植过程当中,由于育种质量会直接影响到小麦的产量和质量水平,所以如何运用有效的育种方法,加强科学技术的投入与应用成为了当前需要着重探究的问题。诱变技术在小麦育种当中有着非常突出的应用价值,而且有着非常广泛的应用前景,如今已经进行了大范围的推广和应用。本文首先对目前小麦育种工作当中存在的实际问题进行分析,接下来指出诱变技术应用于小麦育种的价值和方法。     

山西省小麦品种与小麦叶锈菌相互作用研究

用山西省七个地区的142个小麦叶锈菌株,分别对山西省的48个小麦品种(包括当前生产品种26个,区试品种15个和抗源材料7个)接种,研究两者的相互作用。通过毒力频率,抗性指数的测定,毒性公式和联合抗病性的分析,可以看出,山西省现在生产上大面积推广的小麦品种中有20个都属于高度感染叶锈病的类型,参加区试的后备品种抗叶锈性也差。抗源材料中也只有中四和中五表现高抗。因此,寻找新的抗源材料和培育抗叶锈病的品种,是急待解决的问题。有些品种例如北京10号、农大139、雁8013等虽然表现为感染叶锈病。但对叶锈菌群体的不同茵株表现3-侵染型的百分率较高,有一定的抗锈性,可结合抗条锈性和农艺性状作进一步的改进和利用。育种单位用的主要抗源如洛夫林10、洛夫林13、山前麦和高加索等,对山西叶锈菌群体的反应表现为中度或高度感染,反映山西省叶锈菌的群体毒性比北京、河北、河南、新疆的都强,值得注意。