陆地棉抗黄萎病种质创新与抗病基因挖掘

抗病种质在抗病育种中的地位不可替代。远缘杂交材料创新是陆地棉黄萎病抗性种质创制的重要基础;基因工程提供了创造变异的新技术,但由于抗病机制复杂,导入一、两个主基因的效果还不明显;采用分子生物学技术揭示棉花对黄萎病的抗性机制,发掘棉花抗病基因和病程相关基因,有助于剖析棉花-黄萎病菌互作机制。本文概述了陆地棉抗黄萎病种质创制、抗病品种选育的成就,介绍了棉花黄萎病抗性机理与功能基因发掘等方面的最新进展,为抗病分子设计育种提供理论支持。     

SSR标记与陆地棉田间黄萎病抗性的关联分析

通过关联分析挖掘与陆地棉黄萎病抗性关联的分子标记,为陆地棉抗黄萎病性状的分子检测及标记辅助选择育种提供有益参考。选用在棉花基因组上均匀分布多态性较好的237个SSR标记对214份陆地棉材料的基因组变异进行了扫描,并使用Power Marker v3. 25分析群体的遗传多样性,Structure 2. 2分析群体结构,在此基础上结合3年黄萎病抗性鉴定数据,采用Tassel 2. 1中的GLM(Q)方法挖掘与黄萎病抗性相关的QTLs。结果表明,不同陆地棉材料黄萎病发病情况差异显著; 237个标记共检测到280个多态性位点,共计695个等位变异,变异范围2～6个,平均等位变异数2. 479 0;按照基因型数据可将该群体划分为2个亚群;通过关联分析,在不同年份中发掘与黄萎病抗性显著关联(P 0. 01)的SSR位点27个,其中有2个位点(BNL3442和BNL1064)在3年均被重复检测到,表型变异解释率最高分别为12. 10%和8. 02%。这些在不同年份中稳定存在的SSR标记位点有可能与抗病基因紧密连锁,有望用于棉花黄萎病抗性材料筛选和抗病基因挖掘。     

棉花抗黄萎病机制研究进展

棉花黄萎病是一种土传真菌维管束病害,严重影响棉花产量和纤维品质。常规的防治手段可以局部控制但不能有效防治,采用传统的抗病育种策略培育抗病品种成效缓慢,因此对其防治一直是棉花生产上的难题。目前越来越多的研究集中在棉花对黄萎病的抗病机制方面。本文结合其他植物抗病研究进展从抗病基因介导的信号路径、乙烯在棉花与黄萎病菌互作中的作用、棉花对黄萎病菌的生理生化抗性以及棉花组织结构与黄萎病菌的抗性等4个方面总结棉花抗黄萎病的机制,以望对棉花抗病分子育种提供借鉴。     

棉花抗黄萎病育种研究进展

归纳了近十年来棉花抗黄萎病育种的研究成果和进展,指出目前防治黄萎病最有效、最可行的方法就是培育棉花的抗病品种,分析了抗病育种工作中存在的问题,得到了目前主要存在5大问题：（1）缺乏陆地棉高抗抗源;（2）抗黄萎病育种周期长,且方法单一;（3）抗性遗传规律不清,抗性遗传基础狭窄;（4）分子标记辅助选择在抗病育种中存在很大的局限性;（5）抗病性鉴定方法欠缺。探讨了对现存问题的解决方法,认为可以通过以下几种方法：（1）通过远缘杂交,并结合多代回交和定向选择的方法创造新物种;（2）可以采用物理、化学、分子诱变等手段创造新材料;（3）可以通过现代生物技术,培育抗性材料;（4）可以只导入所需的抗性基因或采用RNAi技术培育抗性植株。同时对今后育种研究的方向进行了展望。国内外研究者已经通过各种育种手段培育出抗病品种,取得了一定进展,但至今尚无可以应用于生产实践的真正意义上的高抗黄萎病陆地棉品种。     

棉花远缘杂交创制抗黄萎病新种质

本研究通过陆地棉与异常棉、辣根棉、旱地棉、雷蒙德氏棉、黄褐棉等野生棉的远缘杂交和回交等,育成65份陆地棉背景的远缘种质系。农艺性状鉴定结果 ,这些种质系的株高平均值与陆地棉品种处于相同水平,单株果枝数、单株果节数、单株结铃数、铃重、衣分平均值均低于陆地棉品种,纤维长度、断裂比强度均高于陆地棉品种,马克隆值均低于陆地棉品种。落叶型黄萎病菌系V991人工病圃抗性鉴定结果,从65份陆地棉背景的远缘种质系中获得5份抗黄萎病的棉花新种质系,其中苏远040、苏远045、苏远061病情指数分别为8.33、4.35、7.79,高抗黄萎病;苏远030、苏远034病情指数分别为12.35、13.70,抗黄萎病。追踪陆地棉抗黄萎病新种质系的亲缘关系发现,苏远040和苏远045为陆地棉与雷蒙德氏棉杂交后代,苏远061为陆地棉与黄褐棉杂交后代,苏远030和苏远034为陆地棉与旱地棉杂交后代。这些优质、抗黄萎病新种质的育成,拓宽了陆地棉的遗传基础,为我国棉花抗病新品种选育提供种质材料。     

具有野生棉外源基因的陆地棉特异种质创造与利用进展

总结了优质纤维、自然抗虫、抗病、高衣分等具有野生棉外源基因的陆地棉种质的创造,及其在棉花常规育种、杂种优势利用、分子生物学等方面的研究进展,并分析了该类种质资源的利用前景,以期促进该类种质在棉花育种改良中发挥更大的作用。     

中国农科院加工所研究揭示棉花抗黄萎病的分子遗传结构

<正>研究所戴小枫研究员领衔的科研团队发表了首个基于简化基因组测序的棉花黄萎病抗性全基因组关联分析的研究结果,发现了14个抗病新位点,揭示了棉花多基因协同控制黄萎病抗性的分子遗传规律。棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的头号生产病     

棉花主要病害研究概要

以棉花枯、黄萎病为主,就我国近50年来,在棉花病害研究方面取得的进展做了较详细的总结."全国棉花枯、黄萎病协作组"的成立,极大地促进了棉花病害研究工作的进展,突出表现在棉花枯、黄萎病菌生理型(小种)的鉴定,棉花的抗病机理和抗病鉴定方法研究,棉花种质资源材料和新品种系的抗病性鉴定,落叶型黄萎病的研究,抗病育种及种衣剂的研制等方面.并认为应加强棉花抗枯、黄萎病遗传,黄萎病菌致病力分化,以及抗虫棉病害发生特点、机理及抗病育种等方面的研究工作.     

棉花冠菌素不敏感因子GhCOI1基因分离和对大丽轮枝菌的抗性分析

为了解决黄萎病对棉花的危害,利用基因工程技术培育抗病棉花品种是当前育种的主要目标。从棉花中克隆了一个黄萎病抗性基因GhCOI1,其编码冠菌素不敏感因子。GhCOI1基因序列全长2 213 bp,编码一个600氨基酸的多肽,分子量为68 k Da,等电点p I是7.06。GhCOI1含有典型的F-box和LRR结构域。组织表达分析表明,该基因在根器官优势表达,并且其表达受到大丽轮枝菌浸染诱导。利用病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术,抑制了GhCOI1基因在棉花植株中的表达;通过大丽轮枝菌接菌分析表明,GhCOI1基因沉默能够引起植株的抗性下降,发病加重。研究结果表明GhCOI1参与棉花对大丽轮枝菌抗性调控,因此,其可以作为棉花抗病育种的候选基因。     

中科院微生物所在棉花与黄萎病菌互作研究中取得新进展

<正>棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传维管束病害,是制约我国棉花生产的首要病害。从棉花黄萎病抗性品种中发掘关键抗病基因,进而通过分子育种与传统育种相结合的方法提高主栽品种的黄萎病抗性,是当前棉花领域基础和应用研究的重点。质外体是植物细胞膜外由细胞壁和细胞间隙组成的系统,是植物抵御病原菌侵染的第一道屏障,在植物先天免     

棉花抗黄萎病研究取得重大成果

<正> 我国棉花抗黄萎病研究在西南农业大学取得重大成果,该校利用基因工程手段,在最近获得了抗黄萎病育种新材料,为育成高抗黄萎病的棉花新品种提供了重要种质资源。近日,由西南农大教授裴炎主持研究的这项名为"广谱抗真菌双价基因的筛选及棉花抗黄萎病的基因工程"研究课题通过农业部验收。棉花黄萎病是一种危害很大的病害。通常情况下,感     

“棉花黄萎病为害机制与抗黄萎病种质创制应用”通过中国农学会科技成果评价

<正>笔者从中国农业科学院农产品加工研究所获悉,由该所戴小枫研究员主持,5家单位共同完成的"棉花黄萎病为害机制与抗黄萎病种质创制应用"成果于2014年12月19日在北京通过了由中国农学会组织的科技成果评价。由陈剑平、刘旭、吴孔明、罗锡文院士等10位专家组成的评价专家组一致认为,该成果围绕棉花黄萎病菌变异复杂、棉花抗性鉴定困难和抗病种质资源     

棉花黄萎病菌与抗黄萎病遗传育种研究进展

简要综述了棉花黄萎病菌及抗黄萎病遗传育种的研究进展。研究表明 ,各地的棉花黄萎病菌均存在致病力的分化 ,其致病机理是病菌侵入棉花后菌丝及孢子在导管内大量繁殖 ,同时刺激邻近的薄壁细胞产生胶状物质及侵填体而堵塞导管 ,使水分和养分运输发生困难 ,更重要的是病菌在棉株体内产生的糖蛋白毒素作用的结果。棉花抗黄萎病的遗传方式争论较大 ,但一般在温室由单一菌系接种鉴定时棉花黄萎病抗性表现为单基因遗传 ,而在田间病圃或用多菌系混合鉴定时 ,棉花黄萎病抗性表现为多基因遗传。由于陆地棉内缺乏高抗黄萎病资源 ,给棉花抗黄萎病育种带来一定困难 ,但 90年代以来 ,已育成 86 - 6、川 73 7、川 2 80 2、豫棉 1 9号、豫棉 2 1号等一些抗黄萎病的新品种。上述抗黄萎病品种在棉花黄萎病综合防治中起了重要作用     

棉花三元杂种(HBT)衍生系应答黄萎病菌侵染反应

棉花黄萎病是危害棉花维管束的严重病害,从陆地棉、海岛棉及近缘野生种杂交后代中筛选抗黄萎病种质能有效拓宽陆地棉抗源基础。本研究通过人工接种强致病力、落叶型大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株Vd991,对包括海岛棉(G.barbadense)、陆地棉(G.hirsutum)和瑟伯氏棉(G.thurberi Todro)三元杂种衍生系在内的42份棉花种质的抗病性进行了鉴定,并以棉花Gh ACTIN14(Gen Bank:AY305733)为内标,设计抗病相关基因Gb DIR1、Gb DIR2、β-1,3葡聚糖酶基因的q RT-PCR(quantitative Real-time PCR)特异引物,使用SYBR Green PCR试剂盒标记反应产物,在Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR System上采用2-ΔΔCt法分析高抗黄萎病的三元杂种衍生系海陆野96-5受黄萎病菌侵染的调控表达特征。结果显示:筛选出的16份抗黄萎病种质中有2份高抗种质和12份抗病种质均为陆海瑟三元杂交种衍生系或衍生品种;q RT-PCR分析表明高抗病品系海陆野96-5受黄萎病菌侵染1 h时,Gb DIR1、Gb DIR2和β-1,3葡聚糖酶即开始上调表达,Gb DIR1到8 h时上调最高,达到处理前20倍,Gb DIR2则在24 h和96 h表达量较高,分别上调15倍和29倍,β-1,3葡聚糖酶在8 h和48 h时上调表达2倍以上。本研究结果为高抗黄萎病资源的利用奠定了基础。     

野生棉与陆地棉异源四倍体的合成与性状鉴定

棉属具有丰富的种质资源,将抗病性从野生棉转移到陆地棉中,以此提高陆地棉抗病性是一条理想的育种途经。本研究通过陆地棉和C组野生澳洲棉远缘杂交获得杂种F1,对其进行染色体加倍,将加倍的异源六倍体再与B组野生绿顶棉杂交,产生陆地棉、澳洲棉、绿顶棉的异源四倍体杂种。异源四倍体杂种继承了亲本的部分性状,同时也产生了如蔓生等特异性状;该杂种减数分裂后期染色体不能均等分离,四分体时期有多分体和微核出现;SSR结果发现,该杂种不仅具有三个亲本的特征条带,并且产生了新的重组成分。本研究不仅为该异源四倍体杂种不育提供了直接原因,也为进一步探讨有效的育性恢复方法及棉花新种质创制提供了依据,同时为利用野生棉资源控制棉花黄萎病育种探索培育了中间材料。     

棉花GbSTK基因调控开花和黄萎病抗性的功能研究

棉花是重要的经济作物,实现既抗病又早熟是棉花重要的育种目标,但棉花抗病与早熟基因之间的关联性研究报道甚少。本课题组前期鉴定到一个响应黄萎病菌诱导的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因GbSTK,可以提高转基因拟南芥的黄萎病抗性。本研究发现多个抗病棉花品种中STK基因的表达量显著高于感病对照品种H208。在抗病品种农大601中沉默STK基因,沉默植株在接菌后20d,其黄萎病抗性显著降低,病情指数由27.5(耐病)升高到63.2(感病),表明该基因正向调控棉花黄萎病抗性。对转GbSTK基因拟南芥表型鉴定发现,其开花时莲座叶片数平均为7.5个,显著低于空载体对照植株(11.9个),转基因植株开花时间较对照平均提早5~7 d。进一步对拟南芥开花途径标志基因FT、SOC1和LFY的转录水平检测发现,转基因不同株系中FT和SOC1的表达水平显著高于对照植株,而LFY基因的表达受影响较小,表明STK基因可以影响开花关键基因FT和SOC1的表达,进而调控植株提早开花。基于酵母双杂交互作蛋白筛选试验,初步获得30个与GbSTK具有互作关系的候选蛋白,为进一步揭示GbSTK的分子调控网络奠定了基础。本研究首次鉴定出可同时提高黄萎病抗性和提早开花的一个功能基因,为棉花抗病早熟遗传改良提供了参考依据。     

中棉所12的黄萎病抗性遗传与育种应用研究

 以2个海岛棉品种和5个陆地棉品种为材料与中棉所12进行正反交,配制14个杂交组合的F₁和F₂ 。采用纸钵育苗,撕底伤根接种方法对14个组合的F₁和F₂群体进行黄萎病抗性鉴定。结果表明,以中棉所12作父本与海岛棉抗黄萎病品种或陆地棉抗黄萎病品种进行杂交,F₂抗（耐）病株与感病株的分离符合3：1的分离规律,说明海岛棉的抗黄萎病性对于中棉所12的耐黄萎病性为显性,中棉所12的耐黄萎病性对于陆地棉的感黄萎病性为显性,控制黄萎病抗性的基因为一个显性主基因。然而,以中棉所12为母本与海岛棉品种、抗病陆地棉品种和感病陆地棉品种进行杂交,F₂群体中90%以上的个体为抗病类型,说明中棉所12的细胞质中存在着抗黄萎病的遗传成分,具有细胞质母体遗传的特点,在棉花抗黄萎病育种中具有重要的利用价值。     

棉花抗黄萎病分子机制研究进展

黄萎病(Verticillium wilt)已严重影响棉花的可持续生产,研究并明确棉花对黄萎病的抗病机制对于黄萎病的防控至关重要。本研究从诱导抗病性(induced disease resistance,IDR)、抗病相关基因介导的抗病性(resistance related gene induced disease resistance,RGIR)以及小RNA的抗病机制(micro RNA mediated disease resistance,MDR)这3个方面综述了棉花黄萎病抗性机制的研究进展,概述了激发子、抗病基因和转录因子的分类与特点以及诱导免疫和理想诱导物的特点;并在棉花抗病基因的发掘上重点作了展望,以期对棉花抗病育种提供理论参考。     

棉花对黄萎病的抗病机制研究进展

本文概述了棉花黄萎病抗性的遗传规律和特点，从寄主与病原菌识别的相互作用、组织抗性、生理生化抗性、生态抗性4个方面综述了棉花对黄萎病抗病机制的研究进展。指出真菌诱导子是寄主与病原菌识别和互作的关键因素，不同棉株的固有组织结构抗性和诱导组织结构抗性对黄萎病的抗病表现也不相同；在生理生化抗性上重点介绍了植物抗毒素、酶、糖类物质、激素与棉花抗病性的关系；阐述了棉花对黄萎病的生态抗性，即棉花根系分泌物和根系微生物与黄萎病抗性的相互作用。在这4种抗性中，生理生化抗性起主导作用，但离不开多种抗性机制的相互作用和协调。此外，作者对棉花抗黄萎病分子育种的进展作了概述，简要介绍了RFLP、RAPD、AFLP、SSR等分子标记技术和转基因技术在分子育种中的应用与所取得的进展。最后对棉花黄萎病抗性机制及棉花抗黄萎病分子育种研究的未来发展方向和重点作了展望。     

棉花抗黄萎病新种质陕3337与陕2059

棉花抗黄萎病新种质陕３３３７与陕２０５９景忆莲校百才刘耀斌范万发（陕西省棉花研究所陕西三原７１３８００）收稿日期：１９９６－０７－１５近年来，棉花黄萎病在我国产棉区迅速扩展蔓延，病情日趋严重，因此，急需培育和发掘抗棉黄萎病种质资源，为棉花抗病育种和与...