番茄抗黄化曲叶病毒育种研究进展

本文分别对近年番茄抗黄化曲叶病毒的传统育种、分子辅助育种、基因工程育种进展进行了综述。栽培番茄均不抗番茄黄化曲叶病毒,所以传统育种采用从野生近缘种中筛选抗性材料,以其为亲本与栽培番茄进行杂交来获得抗性;野生近缘种中的抗性位点Ty-1、Ty-2和Ty-3及一些QTLs先后被定位,也筛选出了可鉴定巩一,基因的SSR-47标记及鉴定Ty-3的SCAR标记;通过转基因技术获得抗性是研究热点之一,目前转入番茄后表现出抗性的序列有TYLCV病毒的CP基因、REP基因的部分序列或反义序列、不编码的保守序列以及源于白粉虱的GroEL基因。同时讨论了今后的主要发展方向。     

分离自陕西泾阳番茄的番茄黄化曲叶病毒(TYLCD)的分子特征

从陕西泾阳地区的番茄(Lycopersicon esculentum)上采集到73份表现矮化、黄化和曲叶症状的番茄黄化曲叶病(Tomato yellow leaf curl disease,TYLCD)样品,利用双生病毒简并引物PA和PB及番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)的通用引物TYT-F和TYT-R进行PCR扩增,共有70个样品检测呈阳性;利用双生病毒DNA-B及卫星DNA的通用引物,未扩增到相应目标条带;随机选取样品SX8,利用滚环扩增PCR(RCA-PCR)、克隆及测序等技术获得病毒DNA-A的全基因组序列,该DNA分子全长含2781bp(GenBank登录号:JN412854),与来自山东番茄的TYLCV分离物SD2(缩写为TYLCV-[SD2])(GenBank登录号:GU199587)的核苷酸序列相似性最高,为99.9%;系统进化分析发现,该病毒分离物与我国已报道的TYLCV各分离物亲缘关系较近。这些结果表明,陕西番茄黄化曲叶病是由TYLCV引起,该病毒可能来源于我国山东番茄上的TYLCV。     

中国台湾番茄曲叶病毒侵染引起广东番茄黄化曲叶病

广东汕头番茄(Lycopersicon eseulentum)上发生的黄化曲叶病毒病,田间症状表现为病株明显矮化、病叶褪绿黄化、叶小且卷曲和叶质较脆硬。对该病毒代表分离物(BS)基因组DNA-A克隆和测定结果表明,其全长为2740nt(GenBank acces-sion No.DQ237918),具有菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)病毒基因组典型特征,为闭合环状单链DNA,有6个ORFs,分别位于病毒链上的AV1、AV2及位于互补链上的AC1、AC2、AC3和AC4;在基因AV2与AC1之间有269nt的非编码区。BLAST结果显示,BSDNA-A与Begomovirus中来自亚洲的病毒同源性较高,而与美洲、非洲等地的相对较低;其中与中国台湾番茄曲叶病毒(Tomato leaf curl Taiwan virus,ToLCTWV)DNA-A全序列同源性最高,为97.7%,而二者的AV1、AV2、AC1、AC2、AC3和AC4基因及IR的同源性分别为98.6%、98.0%、98.0%、97.5%、96.3%、98.6%和96.6%,推导编码的6个蛋白的氨基酸序列同源性分别为97.7%、99.1%、97.5%、95.6%、91.8%和99.0%%。全序列系统进化关系树显示,BS与ToLCTWV的亲缘关系最近,并形成一个独立分支,再与广东番茄曲叶病毒G2(Tomato leaf curl Guangdong virus G2,ToLCGDV-[G2]和广东番茄曲叶病毒G3(Tomato leaf curl Guangdong virus G3,ToLCGDV-[G3]形成一个大的分支,而与其它33种Begomovirus病毒的亲缘关系均相对较远。这些结果表明,BS应是ToLCTWV的一个分离物。     

番茄黄化曲叶病毒双抗体夹心ELISA检测方法的初步建立

以纯化的番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)外壳蛋白为抗原,免疫家兔制备并纯化出TYLCV的多克隆抗体IgG,以此抗体做包被抗体,并用碱性磷酸酶(AP)对其进行标记作为酶标抗体,从而建立了番茄黄化曲叶病毒的双抗体夹心ELISA(DAS-ELISA)检测方法。通过ELISA方阵试验确定该法的最佳工作浓度为酶标抗体(IgG-AP)作1∶400倍稀释,包被抗体浓度为6.25μg.mL-1;并且确定了抗原最低检出浓度为9.75ng.mL-1。采用该法对山东寿光的田间病样进行了定性和定量检测,结果表明建立的DAS-ELISA方法灵敏度高、特异性强,可用于番茄黄化曲叶病毒的常规检测。     

RNA沉默介导的转基因烟草抗中国番茄黄化曲叶病毒研究

近年来,中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl China virus,TYLCCNV)病在我国自南向北不断蔓延,发病地块减产甚至绝产,造成了巨大的经济损失.本研究应用RNA沉默(RNA silencing)防治病毒病原理构建TYLCCNV外壳蛋白(coat protein,CP)部分基因片段dsRNA(double-strand RNA)导入本氏烟(Nicotiana benthamiana)获得了抗TYLCCNV的转基因烟草.实验结果表明,目的基因已整合到转基因烟草植株的基因组中.用TYLCCNV侵染性克隆接种转基因烟草,症状观察和PCR检测发现,对TYLCCNV表现为免疫的转基因烟草占14.6％.Northern blot分析表明,在不同的抗病类型转基因植株中,目的基因mRNA的积累量存在明显的差异,其积累量与抗病型呈负相关.研究结果对利用RNA沉默防治TYLCCNV有一定的理论指导意义.     

RNA干扰V1和C1提高番茄植株对番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)的抗性

为了获得高抗番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)番茄材料,本研究通过人工设计以TYLCV病毒基因V1、C1为靶标的双链RNA(dsRNA),通过农杆菌介导法转化番茄,探索RNAi技术在番茄抗TYLCV中的防御效果。结果表明,通过RNAi技术干扰TYLCVV1和C1基因可以延缓病毒症状的发生,提高番茄植株对TYLCV的抗性。田间试验结果发现,以TYLCV V1和C1为靶标的RNAi株系RNAi-CP-2和RNAi-Rep-12,不仅可以干扰病毒V1、C1的表达,而且可以干扰TYLCV其他4个基因V2、C2、C3和C4,表明RNAi技术可以在靶标基因附近传递,影响相邻其他基因的表达。本研究结果为番茄抗病毒研究奠定了理论基础。     

侵染云南白肋烟的中国番茄黄化曲叶病毒及伴随卫星DNA分子的基因组特征*

从中国云南省大理地区表现曲叶症状的白肋烟(Nicotina tabacum White Burley)上分离到病毒分离物Y43,该病毒可经烟粉虱(Bemisia tabaci)及嫁接传播。用15种粉虱传双生病毒的单抗对病样进行TAS-ELISA检测,结果表明,该病毒属菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)病毒。对DNA-A1.7kb基因组序列测定和分析表明,Y43与中国广西报道的中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato ycllow lcafcurl China virus,TYLCCNV)同源性达89％,其中外壳蛋白(CP)氨基酸同源性达96％,因此Y43应为TYLCCNV的一个新分离物。进一步研究发现,Y43还伴随着一个长l349nt的卫星DNA分子(DNAβ)。Y43 DNAβ与AYVV DNAβ、BYVMV DNAβ和CLCuV DNAβ的同源性较低,而与中国分离的烟草曲叶病毒Y5 DNAβ和Y8 DNAβ的亲缘关系较近。DNAβ可能编码7个分子量超过3．5kD的ORF,其中Cl推测为有功能的ORF。     

番茄嫁接防治温室根结线虫病的研究

试验研究番茄利用抗性砧木SIS-1嫁接防治温室根结线虫病结果表明,甲基溴(MB)、威百亩(MS)、甲基溴 不透膜(MB VIF)、威百亩 不透膜(MS VIF)、太阳能 生仿制剂(SS BCA)5个处理小区嫁接番茄病情指数均为0;对照区嫁接番茄病情指数也由普通番茄的95.0降为8.4,增产率为102.01%;而甲基溴、威百亩、甲基溴 不透膜、威百亩 不透膜4个处理小区普通番茄产量间无显著差异,比对照区提高40%左右。     

高温逆境下嫁接番茄耐热特性研究

以赤茄、粘毛茄、北农茄砧和托鲁巴姆为砧木,研究了嫁接番茄对夏季高温的抵御能力,以及对果实品质的影响。结果表明:高温下北农茄砧嫁接番茄叶片游离脯氨酸、蛋白质的含量均较番茄自根苗多,同时POD与APX活性较高,表现出较强的抗热能力;以赤茄为砧木嫁接番茄叶片POD与APX活性较低,叶片游离脯氨酸、蛋白质的含量减少,耐热性降低。嫁接显著地提高了番茄果实有机酸含量,降低了果实蛋白质含量。嫁接对果实维生素C、还原糖含量影响较小。     

VIGS沉默番茄SlDCL2和SlDCL4破坏Ty-1/Ty-3对TYLCV的抗性

番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)严重威胁茄科蔬菜作物的生产。抗性标记Ty-1和Ty-3是一对等位基因,在番茄抗TYLCV育种中应用较为广泛。为了探究Ty-1/Ty-3抗病毒分子机制,本研究以携带Ty-1/Ty-3抗性标记的番茄Y19为材料,利用病毒诱导基因沉默(VIGS)技术,沉默RNA干扰(RNAi)机制关键基因,即番茄核糖核酸内切酶编码基因2a/b/c/d(SlDCL2)和番茄核糖核酸内切酶编码基因4(SlDCL4),初步分析其在Ty-1/Ty-3抗TYLCV中的功能。PCR与测序结果发现SlDCL2、SlDCL4的VIGS沉默载体pTRV2∶SlDCL2和pTRV2∶SlDCL4构建成功。以沉默番茄八氢番茄红素脱氢酶(SlPDS)基因为标记植株,定量PCR检测SlDCL2、SlDCL4沉默株系中SlDCL2、SlDCL4基因的沉默效率,结果显示SlDCL2、SlDCL4沉默株系中对应基因的表达均小于对照植株的50%,表明SlDCL2、SlDCL4沉默载体确实可以降低对应基因的表达,且不影响其他DCL基因的表达。VIGS沉默植株SlDCL2、SlDCL4基因后接种TYLCV,接种TYLCV 30dpi结果显示,Y9材料表现出明显的TYLCV病毒症状,通过比较植株发病严重度发现,SlDCL2、SlDCL4沉默株系发病严重度分别为1.97、2.35,显著高于空载体注射株系(0.14)和对照株系(0.07)。本研究结果表明RNAi通路关键基因SlDCL2、SlDCL4在Ty-1/Ty-3抗TYLCV中发挥着重要作用,这为利用Ty-1/3抗性标记基因育种奠定了基础。     

果树脱毒及病毒检测技术的研究进展

果树病毒的扩散性很强 ,严重威胁果树的生长发育和果业生产。简述了果树病毒对生产的危害 ,总结了果树病毒脱除技术和检测技术的研究进展情况 ,论述了病毒检测与脱毒之间的关系 ,并对这些技术进行了评述     

甘肃省小麦品种叶锈病抗性鉴定及评价

小麦叶锈病是由专性寄生菌(Puccinia triticina)引起的主要小麦病害之一。选育并种植抗病品种是防控小麦叶锈病最经济、有效和安全的方法。为了掌握甘肃省小麦品种的抗叶锈特点,为全省小麦抗叶锈病育种、品种合理布局以及小麦锈病的综合治理提供参考依据。2016 — 2017年度和2017 — 2018年度对1013份甘肃省小麦生产品种、高代材料、后备品种及抗源等不同小麦材料和33份甘肃省主栽小麦品种采用苗期室内接种和成株期田间接种的方法进行抗叶锈病性鉴定。结果表明,小麦种质资源中,苗期表现抗病的材料有301份,分布频率为31.19%;成株期表现抗病的材料380份,分布频率为44.92%。另外,筛选出10份全生育期抗叶锈病的材料,即2006-1-4-1-4-2-7-1-1-8、小黑麦CM-12、010-61-3-1-1、02-129-2-1-1-3-2-1、0439-6-5-1-1-1-1-2-1、9629-03A-3-2-1-1、09-104-1-3-1-1、01-29-7-1-1-2-1-3、SW-14和陇麦491。甘肃省主栽品种中,苗期表现抗病的有5份,分别为兰天22号、天选43号、天选67号、天选72号和中梁38号,分布频率为15.15%;成株期表现抗病的有12份,分别为陇中5号、天选46号和天选48号等,分布频率为36.36%。其中,中梁38号、天选67号和天选72号在全生育期表现出近免疫-中抗,未检测出对供试混合菌表现免疫的品种;此研究可为抗叶锈病鉴定材料在小麦育种中应用提供依据。     

家蚕核型多角体病毒的PCR检测及其部分序列分析

为研究应用PCR技术进行家蚕核型多角体病毒广东株的敏感性检验以及探讨不同地理株系的基因水平的相互关系,本文通过对家蚕核型多角体病毒BmNPV广东株的人工繁殖与纯化,引用了一对根据多角体蛋白基因设计的引物phy35／phy36,对BmNPV的基因组模板DNA进行了PCR扩增,并对其产物进行测序分析。结果显示,PCR技术均可扩增检测出3×10^8个／mL至3×10^2个／mL不同浓度的BmNPV模板DNA,特异目标片段大小约为680bp,且扩增带的亮度随着病毒液浓度的降低而减弱,说明应用引物phy35／Dhy36进行PCR方法可以有效地应用于检测BmNPV病毒感染的家蚕。同时,测序获得了BmNPV广东株多角体蛋白pof佩edrin基因674bp大小的片段,GC含量为46．4％。经过BLAST比对分析,与BmNPV泰国株的相似性为99％,暗示家蚕BmNPV广东株与泰国株的BmNPV（登录号AY779044）亲缘关系非常相近,两者可能属于BmNPV的不同地理株系。通过系统发育树的进一步分析发现,家蚕核型多角体病毒广东株polyhedrin基因部分序列与家蚕NPV分离株s9多角体蛋白基因（DQ231336）关系很近。     

小麦叶片水分及绿度特征的光谱法诊断

通过ASD FieldSpec光谱仪测定2个小麦品种3个氮肥处理、3个水分处理下的叶片反射光谱,用SPAD-502仪测定叶片的SPAD(绿度指数)值,并称取叶重。用ViewSpec Pro与Matlab软件处理光谱数据,分析光谱参数与叶片含水量及SPAD值的相关关系,从而明确叶片水分及绿度特征的最佳波段或光谱指数。结果表明,水分指数(WI)、水分胁迫指数(MSI)及中红外植被指数(MSVI1)与叶片含水量的相关关系密切且表现稳定,均通过了0.05水平的显著性检验;Fd664(664nm附近处一阶导数光谱值)、SDr/SDb(红边区域一阶微分总和与蓝边区域一阶微分总和的比值)与小麦叶片SPAD值的相关性达到极显著水平,因而利用光谱法诊断和监测小麦叶片水分及绿度特征具有良好的可行性,可为遥感技术应用于精准农业提供依据。     

猪蓝耳病病毒RT-LAMP快速可视化检测方法的建立

为建立能快速检测猪蓝耳病病毒（PRRSV）的检测方法,本研究根据基因库中PRRSV非结构蛋白NSP2基因的保守序列,设计了一套特异性环介导等温扩增（RT-LAMP）引物,建立了PRRSV的RT-LAMP可视化检测方法。该方法的敏感性可达10 copies RNA,高于常规PCR方法 10倍;全部反应可以在50 min内完成;可通过肉眼观察钙黄绿素（calcein）颜色变化直接判定结果;对其它常见病原体的检测结果均为阴性,同时应用实时浊度仪对反应体系浊度及浊度的变化速率进行实时测量,结果相一致。结果表明建立的RT-LAMP方法简便、快速、灵敏、特异,可用于PRRSV感染的快速检测。