食用豆类抗性育种研究进展

笔者从食用豆抗性种质资源的筛选与鉴定、抗性机制、抗性遗传规律研究及基因标记3个方面对食用豆抗性育种研究进行了综述,回顾并总结了前人在食用豆抗性育种方面所取得的成果,重点阐述了抗性相关基因(Br)的研究动态,指出今后的研究方向主要集中在抗性相关基因(Br)的定位及功能验证方面,并就目前所遇到的困难进行了讨论与分析,探讨了抗豆象育种的重要性,并对今后的研究方向进行了规划。以期对促进国内食用豆抗性育种研究有所裨益。     

食用豆种质繁种更新技术关键

食用豆种质繁种更新是“六五”是“九五”期间国家科技攻关计划子专题的重要研究内容，本文提出研究的3个技术关键。1．采用活动网室隔离技术以及种植与秋播食用豆同期开花的油菜的方法，扩大品种间种植距离的方法，对繁种种质防杂保纯。2．分析食用豆各豆种种皮变化的原因及其一般规律，提出保持种皮色泽的方法和种皮色泽鉴定的正确方法。3．针对食用豆各类豆象危害的特点，提出相应的灭虫技术，保证国家种质库的种子质量。     

绿豆抗豆象新品种吉绿 16 的选育

豆象是绿豆生产与贮存中极具危害性的主要虫害,吉林省是中国绿豆生产及出口大省,豆象同样危害着吉林省的绿豆生产。针对生产与市场需求,吉林省农业科学院作物资源研究所以抗豆象种质 V2709 为抗性供体,改良现有优良品种吉绿 6 号,通过有性杂交、系谱法选择、室内接虫鉴定,育成了抗豆象新品种吉绿 16,于 2021 年通过吉林省农作物品种审定委员会认定,填补了吉林省绿豆抗豆象品种的空白。该品种具有高抗豆象、株型直立、成熟一直、不炸荚等特性,2 年区域试验每 hm2平均产量 1599.0kg,比对照品种增产 6.38%。     

绿豆种质资源抗豆象鉴定研究初报

采用室内人工接虫、“自由选择”方法和田间自然感虫法相结合、初筛和复鉴相配套的适于大批量绿豆种质资源抗豆象筛选的方法,对亚蔬８０份种质和国内７８４份品种资源进行了绿豆抗豆象鉴定,以绿豆籽粒被害率为评价指标。结果表明,引自亚蔬的８０份中共有１７份材料对绿豆象表现中抗至高抗甚至免疫,国内仅广西的３份地方品种表现中抗。田间抗感趋势与室内结果基本一致。     

甜菜抗褐斑病种质资源的研究现状

甜菜抗褐斑病种质资源是甜菜种质资源中具有褐斑病抗性基因并且能稳定传递给子代的种质资源,是甜菜抗褐斑病育种工作的物质基础,也是农业可持续发展的战略资源。甜菜抗褐斑病种质资源研究的主要内容包括对甜菜品种的收集、鉴定与评价、保存、利用以及抗性遗传基因的克隆及利用。为了使人们更加清晰的了解甜菜抗褐斑病种质资源的研究状况。本文综述了甜菜抗褐斑病种质资源的收集、鉴定与评价、保存、利用及分子方面的研究,并对我国未来种质资源的研究作出展望。以期为以后甜菜抗褐斑病种质资源的研究提供方向。     

利用核心种质发挥及评价花生抗黄曲霉资源

黄曲霉菌极大地限制全世界的花生生产和产业发展,且生产上抗性品种较少,我国花生育种和生产中的抗性资源缺乏,迫切需要发掘抗黄曲霉菌种质。本研究以中国花生核心种质561份和ICRISAT微核心种质155份,鉴定了黄曲霉侵染和产毒抗性,发掘出抗黄曲霉侵染和产毒种质各8份,包括具优良农艺性状的抗黄曲霉产毒种质51002-6。鉴定结果表明,ICRISAT花生微核心种质中抗黄曲霉侵染和产毒种质的频率高于中国花生核心种质;普通型花生资源中抗黄曲霉侵染种质的频率较高,龙生型资源中抗黄曲霉产毒种质的频率较高。根据SSR分析,鉴定出与生产上推广应用的优良品种中花5号、中花6号、中花12和远杂9102遗传距离较远的抗黄曲霉产毒种质ICG12625和抗侵染种质ICG4750,拓宽了我国花生品种改良的遗传基础。根据抗病基因产物的NBS类型保守域设计简并引物对抗黄曲霉种质的DNA进行PCR扩增、克隆、测序和分析,获得了1条RGA片段。     

蚕豆种质资源抗锈病鉴定研究

1989～1990年,对122份蚕豆种质材料进行了抗锈病鉴定。鉴定出中抗种质材料5份,占4.1%。讨论了蚕豆锈病病情分级、抗性评价标准和鉴定方法。     

荞麦轮纹病抗性鉴定方法的建立及荞麦抗病种质资源的筛选

为建立荞麦轮纹病的抗性鉴定方法和筛选可利用的抗轮纹病的荞麦种质资源,本研究以TP2和KP14为供试材料,在健康荞麦叶片正面针刺处理,然后用荞麦轮纹病的病原菌菌饼进行接种;利用建立的抗性鉴定方法,对50份荞麦种质资源进行抗病性评价。结果显示:针刺5针接种叶片病斑出现较快,且比针刺1针、针刺3针的叶片病斑大,针刺5针的病情指数最高。50份荞麦种质资源的病情指数有差异,其中YZ-18的病情指数为29.63,为高抗种质资源,YZ-2、YZ-5、YZ-13和YZ-9的病情指数均低于40,为中抗种质资源,其余为感病种质资源。因此,接种前叶片正面针刺5针的方法为最佳的抗性鉴定方法。50份抗性评价的荞麦种质资源中,筛选出5份抗病种质资源。     

茶树抗性生理评价研究进展

茶树生长随时都可能受到不良环境因子的胁迫,诸如高低温、干旱、强光等。开展茶树的抗逆机制研究,探明并建立茶树抗性生理评价体系,对茶树抗性育种、茶树资源抗性鉴定、抗性种质材料的筛选及建立茶树对不良环境的预警与调控机制都具有重要意义。文中从保护性酶活性、组织结构、丙二醛、电导率和可溶性糖等方面对茶树抗性生理评价研究进展作一阐述,并就未来茶树抗性生理评价指标研究提出2点展望：①深层次地开展胁迫抗性及持续胁迫抗性机理研究;②开展抗性生理指标筛选与综合评价研究。     

菜豆种质资源对炭疽病抗性鉴定研究

采用喷雾接种法对139份籽用菜豆种质资源进行了炭疽病(Colletotrichum lindemuthianum)抗病性的鉴定,提出了新的病情分级标准和抗性评价标准,依此鉴定出12份中抗种质材料,其中G0220、G0451抗性较好。     

绿豆种质资源的评价鉴定及系列新品系的创制

中国农业科学院作物科学研究所食用豆课题组长期从事绿豆种质资源收集保存、评价鉴定及创新利用研究,004年选育的中绿5号高抗叶斑病、适应性广、高产稳产,在“十一五”期间促进了新一轮全国绿豆品种的更新换代。     

高抗豆象绿豆品种冀绿17号的选育

豆象是危害绿豆产量和质量最主要的仓储害虫,为了培育抗豆象绿豆品种,河北省农林科学院粮油作物研究所以抗豆象资源V1128与中绿1号杂交获得的抗豆象4号为母本,以冀绿7号为父本,通过杂交、回交、分子标记辅助选择、室内抗豆象鉴定及定向选拔,选育出高抗豆象绿豆品种冀绿0713-3,并于2019年通过河北省科技成果转化服务中心鉴定评价(省级登记号:20191695),定名为冀绿17号。该品种具有高抗豆象、早熟、高产、直立、抗倒性好、结荚集中、成熟一致、不炸荚、适宜一次性收获等特性,是河北省第2个抗豆象绿豆品种。     

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。     

芒果种质对炭疽病、蒂腐病、疮痂病的抗性评价

芒果炭疽病、蒂腐病和疮痂病是芒果种质的重要病害,给中国各芒果产区造成严重的危害,而抗病品种选育是防治芒果病害最经济有效的途径。为评价新引进的芒果种质对炭疽病、蒂腐病、疮痂病的抗性水平,采用田间抗病性鉴定方法对56份芒果种质果实的3种病害进行抗性评价。结果表明,56份种质资源中,高抗炭疽病种质5份、中抗炭疽病19份、高感炭疽病4份,高抗蒂腐病16份、中抗蒂腐病26份、高感蒂腐病1份,高抗疮痂病1份、中抗疮痂病17份、高感疮痂病4份,对3种病害均有抗性的种质资源7份。本研究结果初步揭示新引进的一些种质资源对芒果炭疽病、蒂腐病、疮痂病的抗性情况,为进一步地依托供试种质开展抗病性育种提供参考。     

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.     

我国绿豆品种现状及发展趋势

绿豆是我国种植的主要食用豆之一,在我国农产品出口、调整种植结构、丰富人们膳食和农产品加工利用等方面具有重要作用。自20世纪80年代中期以来,我国共育成绿豆品种141个,育种手段实现了从农家品种提纯复壮、优异品种引进、系统选育、辐射诱变到杂交选育的转变,解决了绿豆品种中存在的生育期长、蔓生倒伏、产量低、抗性和适应性差等问题。特别是国家食用豆产业技术体系运行以来,杂交选育与分子标记辅助选择的结合,使新品种的产量、抗病虫性和适宜机械化收获等特性进一步提高。然而,受多种因素的影响,我国绿豆产业出现了种植面积先增后减、进口量连年增加、适宜机械化生产的优质专用和多抗品种缺乏等问题。本文在分析我国绿豆产业及品种发展状况的基础上,讨论了目前我国绿豆品种存在的问题,提出了今后绿豆品种改良的主攻方向,旨在为我国绿豆产业发展和品种改良等提供参考。     

中国甜菜主要种质资源抗病性鉴定与评价

旨在鉴定与评价不同生态区甜菜主要种质资源的抗病性,为种质资源在抗病育种上科学有效利用提供依据。以甜菜3个生态区的313份主要种质资源为试材,在自然发病条件下,按照甜菜的规范标准,调查种质的发病级数,计算病情指数,划分抗性级别。鉴定出高抗甜菜褐斑病种质资源85份、抗病89份,抗甜菜根腐病种质资源11份,抗甜菜丛根病种质资源3份,抗甜菜白粉病种质资源28份。同时鉴定出兼抗2种病害的种质资源,高抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗根腐病种质资源5份、抗褐斑病兼抗丛根病种质资源2份,高抗褐斑病兼抗白粉病种质资源20份。结果表明,中国甜菜种质资源比较匮乏,除抗褐斑病种质资源外,抗根腐病、丛根病和白粉病的资源不但数量少,而且抗性级别低。     

栽培绿豆V1128抗豆象基因定位

对抗豆象资源中蕴藏的抗豆象基因进行定位, 是对其充分利用的前提和基础。本研究通过对抗豆象栽培绿豆V1128和感豆象栽培绿豆冀绿7号杂交形成的F₂分离群体进行抗豆象鉴定, 分析V1128抗豆象遗传规律; 并利用混合群体分离分析法(BSA法)筛选抗感池间的多态性标记, 进而利用QTL IciMapping 4.0对V1128抗豆象基因进行染色体定位分析。结果表明, V1128对绿豆象的抗性由具有主效作用的显性单基因控制, 暂命名其为“Br3”。在将抗豆象性状作为质量性状的条件下, 按照显性单基因的定位方法, 将抗豆象基因Br3定位在绿豆染色体5上, 位于标记DMB158和VRBR-SSR033 (标记VRID5、VRBR-SSR032与VRBR-SSR033的连锁群位置相同)之间, 两侧遗传距离分别为4.4 cM和5.8 cM, 所在物理区间约288 kb。将抗豆象性状作为数量性状, 采用完备区间作图法(ICIM)对种子被害率进行QTL定位, 同样在标记DMB158和VRBR-SSR033之间检测到1个主效QTL, 其LOD值为38.04, 可以解释表型变异(PVE)的71.64%, 来自父本V1128的等位基因具有明显减少种子被害率的效应。该研究结果可以为绿豆抗豆象分子标记辅助育种及抗豆象基因Br3的精细定位和克隆提供有用信息。     

玉米种质资源对拟轮枝镰孢与禾谷镰孢穗腐病的抗性精准鉴定与分析

穗腐病是我国玉米生产上的重要病害,严重影响玉米的产量和品质。利用抗病品种是控制穗腐病的安全有效措施。抗性资源是开展抗病育种的物质基础。本研究优化和完善了玉米种质抗镰孢穗腐病精准鉴定的方法,比较分析了花丝通道注射接种和果穗注射(创伤)接种鉴定的穗腐病抗性,发现2种方法鉴定出的抗性结果具有高度的一致性(相关系数r≥0.90)。2018—2020年,在北京昌平和四川西昌,利用花丝通道注射接种法,对690份代表性玉米种质进行了抗拟轮枝镰孢穗腐病的精准鉴定与评价,筛选出H446、YCF、辽2309、吉资1055、Y1723、XF8-3、铁97085等35份具有稳定抗性的种质,占比为5.07%。6个环境下玉米对拟轮枝镰孢穗腐病抗性的相关系数为0～0.48,同一年度(2018、2019和2020年)2个鉴定点穗腐病抗性值之间的r值分别为0.03、0.20和0.15,3个年度间穗腐病综合抗性的相关系数为0.20、0.30和0.35,表明在不同环境下玉米对拟轮枝镰孢穗腐病的抗性反应存在较大差异。在辽宁沈阳和四川西昌共6个环境下,对690份种质进行了抗禾谷镰孢穗腐病精准鉴定, 6个环境下玉米种质抗性的相关...     

玉米种质资源抗腐霉茎腐病鉴定

腐霉茎腐病(Pythium stalk rot)是玉米生产上的重要病害。2013—2016年, 对1213份玉米种质资源进行了抗肿囊腐霉(Pythium inflatum)茎腐病的鉴定与评价。在1213份玉米种质中, 鉴定出高抗肿囊腐霉茎腐病的材料207份, 占鉴定总数的17.1%, 主要来自中国的内蒙古、河北、山西及美国等地。抗性材料159份, 占鉴定材料数的13.1%, 主要由源自中国的内蒙古、云南、山西和美国等地的种质构成。由此可见, 玉米种质中存在较为丰富的抗腐霉茎腐病资源, 且抗性水平与地理来源有关。自交系和农家种中对肿囊腐霉茎腐病表现高抗的种质分别占鉴定种质总数的18.7%和10.6%, 表明自交系中高抗肿囊腐霉茎腐病资源较农家种更为丰富。