利用BSMV-VIGS技术快速分析小麦TNBL1基因的抗黄矮病功能

小麦黄矮病是由蚜虫介导的大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)侵染引起的小麦重要病害之一。利用cDNA-AFLP分析,筛选出在抗黄矮病小麦易位系YW642中特异表达的长度为292 bp的 cDNA片段,以此片段为启始序列,利用RACE和RT-PCR技术克隆出该基因的全长cDNA序列,推导该基因编码1个NBS-LRR蛋白,将其命名为TNBL1。本研究利用大麦条纹花叶病毒(BSMV)诱导的基因沉默(virus-inducing gene silencing, VIGS)技术,快速分析TNBL1是否参与小麦抗黄矮病反应。通过PCR添加酶切位点、定向酶切与连接,将TNBL1特异的292bp片段反向整合到BSMV-γ链的多克隆位点上,获得重组载体BSMV-γ: TNBL1as,体外转录BSMV-VIGS载体的3个组分(BSMV-TNBL1as、BSMV-α和BSMV-β),等量混合、摩擦接种到抗黄矮病的小麦易位系YW642幼苗叶片上,使YW642中TNBL1基因沉默,然后接种BYDV病原进行黄矮病抗性鉴定。结果表明,TNBL1基因沉默后的YW642对BYDV敏感、显现感病症状,其体内BYDV含量较未发生基因沉默的YW642中的明显增加,证明TNBL1基因是正向调控小麦抗BYDV反应的1个重要基因。     

小麦黄矮病抗源介绍

小麦黄矮病由蚜虫带毒传播,在国内外为害日趋严重。为了减轻或控制黄矮病的为害,世界各国十分重视小麦抗蚜或抗毒(即病毒)育种,我国于70年代以来已开展了这方面的研究工作,并已取得了一定成效。现     

小麦抗病基因类似序列BRG1的分离与功能分析

利用cDNA-AFLP技术筛选到1个在抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642中特异表达的小麦抗病基因类似序列(BYDV resistance-related gene1, BRG1)的基因片段。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)和RT-PCR技术,从YW642中分离出BRG1基因全长cDNA序列,获得了一个通读的抗病同源基因cDNA序列,编码由645个氨基酸组成的蛋白质,包含1个NB-ARC保守结构域和3个LRR结构域,该蛋白属于nucleotide-site binding, leucine-rich repeats (NBS-LRR)家族。荧光定量或半定量RT-PCR表达分析表明,BRG1在抗病小麦易位系YW642叶片中优势表达,受BYDV的诱导,BYDV接种后48 h表达量最高,BRG1在感病小麦亲本中8601中表达量始终较低,随BYDV接种时间延长呈轻微的下调趋势;而且外源激素水杨酸(SA)与茉莉酸(JA)处理可上调该基因在YW642中的表达。利用病毒介导的基因沉默技术分析了BRG1基因的功能,结果表明该基因沉默的抗病小麦易位系YW642中BYDV相对含量增加,但未造成抗病性表型显著改变,说明该基因参与抗黄矮病反应,但不是小麦抗黄矮病重要基因。     

我国小麦黄矮病综合防治研究进展

小麦黄矮病为典型的小麦病毒病，对小麦的产量和生长发育有很大影响。为进一步研究小麦黄矮病的防治工作，文章结合国内外小麦黄矮病综合防治研究成果，综述了小麦黄矮病发生、防治等相关研究，并展望了小麦黄矮病未来研究方向，以期为小麦黄矮病有效防控提供参考。     

黄矮病抗性导入小麦的研究进展

小麦、大麦的黄矮病由Barley Yellow Dwarf Vivus(简称BYDV)引起,是世界小麦主要病害之一。该病在美国和澳大利亚每年所造成的产量损失分别为9500万美元和3000万美元左右。我国西北、东北西部和华北部分地区也常因黄矮病的严重危害而引起产量锐减达5亿多公斤。如何将抗黄矮病基因导入小麦,是开展小麦抗病育种的关键之一,近年来已引起国际上的广泛关注。1986年我们与澳大利亚联邦科工组织种植业研究所开展了合作研究,取得了突破性     

冬小麦抗黄矮病育种研究进展

本文综述了小麦黄矮病研究的理论依据和冬小麦抗黄矮病育种所取得的成就，探讨了冬小麦抗黄矮病育种中存在的问题，为今后进一步深入研究提供了有益的资料。     

抗小麦黄矮病相关蛋白激酶TiDPK1与BYDV外壳蛋白的互作

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)引起的小麦重要病毒病。分离于小麦–中间偃麦草易位系的蛋白激酶编码基因TiDPK1, 是一个抗小麦黄矮病相关基因。本文报道利用酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术对TiDPK1与BYDV外壳蛋白(coat protein, CP)互作的研究结果。酵母双杂交分析结果表明, TiDPK1能够与BYDV-GAV、-PAV株系的CP互作, 双分子荧光互补分析结果进一步表明, TiDPK1可与BYDV的CP互作、产生双分子荧光互补信号, 说明TiDPK1确可与BYDV CP相互作用, 该结果对了解TiDPK1在小麦抗BYDV反应机制具有一定意义。     

中间偃麦草SGT1基因的克隆及其抗病功能的分析

为了探索中间偃麦草SGT1基因在小麦抗病反应中的应用潜力,采用RT-PCR和RACE方法克隆出中间偃麦草SGT1基因,命名为TiSGT1。该基因编码蛋白具有SGT1蛋白典型的功能域结构,与大麦SGT1序列高度同源。通过基因重组技术构建了TiSGT1的高效组成型表达载体,通过基因枪法将该载体转化到小麦品种扬麦12基因组中。对转基因植株PCR、Southern杂交与RT-PCR分析表明,TiSGT1基因可在T0、T1和T2代转基因小麦中遗传和表达。黄矮病、白粉病抗性鉴定结果表明,SGT1的超量表达可以提高小麦对黄矮病、白粉病的抗性,TiSGT1可以作为小麦广谱抗病性改良的潜在基因资源。     

抗黄矮病小麦种质的分子标记

应用基因组原位杂交技术分析了抗小麦黄矮病种质的遗传组成,研究表明小麦一中间但麦草部分双二倍体无芒中4(2n=56)具有40条小麦染色体、5对中间僵麦草染色体、3对小麦/中间僵麦草易位染色体,其中1对是罗伯逊氏易位染色体。结果表明无芒中4与远中5的遗传组成有明显差异,是两种不同类型的材料。抗黄矮病小麦种质F940418, T10     

源于L1的小麦抗黄矮病基因的特异PCR标记及辅助育种的研究

以小麦-中间偃麦草附加系L1为抗源, 选育出抗黄矮病小麦异源易位系HW642, YW443, YW243, Y991029等. 本文以上述易位系及其抗源、小麦亲本作供试材料, 鉴定出一个微卫星(Simple sequence repeat, SSR)标记gwm37-450, 可跟踪、检测源于L1的抗黄矮病基因. 将难以分辨、稳定性差的gwm37-450特异带分离、克隆、测序, 根据测序结果     

现代生物技术和常规育种相结合选育抗黄矮病春小麦新品种的研究

我院与中国农科院作物所合作,利用含中间偃麦草抗黄矮病（BYDV）基因的二倍体异附加系材料L1,转基因易位系材料8601／L1和常规育种相结合育成两个抗黄矮病春小麦新品种张春19号、张春20号应用于生产,经酶联免疫吸附分析（ELISA）和互补DNA分子探针原位杂交检测（GISH）,高抗本区流行黄矮病GPV株系。其中张春20号品质优良,蛋白质含量15．23％,沉降值40．3mL,面包烘烤品质评分94．9分,属优质专用面包小麦品种。     

转基因抗虫小麦中sgna基因的遗传分析及抗虫性鉴定

利用基因枪介导将抗蚜虫的sgna基因导入了长江中下游地区小麦栽培品种扬麦158，得到了6棵转基因植株。PCR和RT-PCR检测分别证实了sgna基因的整合和表达。通过分析转基因植株的T1代和T2代，发现sgna基因的遗传并不符合孟德尔的遗传规律。抗蚜虫鉴定试验证明含有sgna基因的植株对蚜虫有明显的抗性，转基因植株可以显著降低蚜虫     

矮腥黑粉菌胁迫的小麦全基因组重测序与转录组联合分析

为揭示矮腥黑粉菌胁迫下的小麦抗感品种间遗传背景差异,筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因。本研究以小麦感病品种‘伊犁053’和中抗品种‘中麦175’为研究对象,在接种矮腥黑粉菌后对籽粒组织进行重测序与转录组测序的联合分析。经过差异InDel分析后,共有69 840个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7 300个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有162个(2.22%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有125个上调, 37个下调);经过差异SNP分析后,共有98 331个变异基因与转录组数据进行了联合分析,有7 438个基因在小麦发病籽粒组织中有表达,有126个(1.69%)基因呈极显著差异表达,且基因表达量倍数变化≥1.5倍(‘中麦175’相对于‘伊犁053’,有86个上调, 40个下调)。本研究成功揭示了在矮腥黑穗病胁迫下抗感病小麦品种间的遗传差异表达信息,为进一步筛选小麦抗矮腥黑穗病候选基因提供参考。     

冬小麦品种临抗1号丰产性浅析

临抗１号是由中国农科院作物所和山西农科院小麦所协作,利用抗黄矮病种质,采用杂交系谱法,经过严格的抗病性鉴定和产量鉴定选育而成的一个抗黄矮病旱地小麦新品种。该品种具有良好的抗冻、抗旱、抗倒及耐热性能,综合农艺性状好、适应性强、产量高。１９９６～１９９７...     

应用GISH与STS标记鉴定小麦-中间偃麦草抗黄矮病端体系

由大麦黄矮病毒引起的小麦黄矮病毒病是一个严重病害,至今在小麦属内还没有发现抗源。中间偃麦草2Ai-2染色体携带一个高抗黄矮病基因,对该基因的染色体臂定位将为制定抗病基因向小麦转移策略,筛选、开发特定的、与抗性连锁的分子标记的研究提供重要信息。本文对由小麦-中间偃麦草二体附加系Z6衍生的3个抗黄矮病端体系进行鉴定,通过分析端体的遗传构成、筛选与端体共分离的STS标记以确定端体在遗传上的染色体臂归属,从而明确BYDV抗病基因的染色体位置。以拟鹅冠草基因组[Pseudoroegneria strigosa (M. Bieb.) Löve,St]DNA为探针,中国春基因组(Triticum aestivum L., ABD) DNA作封阻分别对抗病亲本Z6及抗病端体系N530的根尖体细胞染色体进行原位杂交,结果表明,N530体细胞中有2个端体显示出与Z6中外源染色体2Ai-2短臂相似, 而与长臂不同的杂交信号。以小麦第2同源群的5个RFLP探针的DNA序列为基础,设计了6对PCR引物,对小麦-中间偃麦草二体异附加系、二体代换系和端体系进行扩增,结果表明,基于短臂探针psr126,psr131序列设计的2对引物,可在含有2Ai-2染色体及端体的抗黄矮病材料中特异扩增,而基于长臂探针psr112序列设计的1对引物,可在含有2Ai-2染色体的抗黄矮病材料中特异扩增,但不能在端体系进行特异扩增,证明外源端体为2Ai-2染色体的短臂。本研究不仅将黄矮病抗性基因定位于2Ai-2染色体的短臂上, 而且由RFLP探针psr126、psr131和psr112序列转化的标记STS₁₂₆ (sequence tagged site) STS₁₃₁和STS₁₁₂还可分别作为追踪2Ai-2染色体短臂和长臂的分子标记,用于抗病易位系辅助选择。     

抗黄矮病小麦新品系YW243的选育和细胞分子生物学鉴定

以小麦-中间偃麦草二体异附加系L1的衍生系PP9-1为黄矮病抗源, 从［(PP9-1/陕785 9 //丰抗8号)F1×(3×丰抗13号/Khapli)F4］杂交组合F2代花药培养再生植株中选育出 一个抗黄矮病小麦新品系YW243。 经黄矮病毒田间接种鉴定, 细胞学分析, GISH和RFLP分 子标记检测, 结果表明： 该系高抗黄矮病毒GPV、 GAV株系, 体细胞染色     

中国多年生小麦野生近缘植物的抗病性鉴定

对中国北方地区的多年生小麦野生近缘植物7属39种(包括变种,下同)352份材料和7属30种141份材料分别进行了抗小麦白粉病和大麦黄矮病鉴定。结果表明,6.8%对白粉病免疫,17%对黄矮病高抗。鉴定出4个兼抗白粉病和黄矮病的材料,说明多年生小麦野生近缘植物中含有丰富的抗病种质,是改良小麦的抗病基因源。     

作物病虫害分类介绍及其防治图谱

<正>(接上期)7.小麦病毒病小麦病毒病是指由病毒引起的一类小麦病害,国内已经报道有20几种,其中为害较重的主要有小麦黄矮病、小麦丛矮病和土传小麦花叶病,其它的如小麦黄花叶病、小麦梭条斑花叶病、小麦红矮病、小麦线条花叶病等在局部地区可能会严重发生。我国于1960年在陕西、甘肃的小麦上发现小麦黄矮病,上世纪70年代左右有6次大流行。受害小麦严重的减产40%以上,个别地块可造成绝产。丛矮病曾在西北、河北和山东等省的部分地区流行,重病田减产50%以上。土传花叶病局部地区可造成70%的减产,还可以危害大麦等作物。     

中间偃麦草SGT1基因的克隆及其抗病功能的分析

为了探索中间偃麦草SGT1基因在小麦抗病反应中的应用潜力,采用RT-PCR和RACE方法克隆出中间偃麦草SGT1基因,命名为TiSGT1。该基因编码蛋白具有SGT1蛋白典型的功能域结构,与大麦SGT1序列高度同源。通过基因重组技术构建了TiSGT1的高效组成型表达载体,通过基因枪法将该载体转化到小麦品种扬麦12基因组中。对转基因植株PCR、Southern杂交与RT-PCR分析表明,TiSGT1基因可在T0、T1和T2代转基因小麦中遗传和表达。黄矮病、白粉病抗性鉴定结果表明,SGT1的超量表达可以提高小麦对黄矮病、白粉病的抗性,TiSGT1可以作为小麦广谱抗病性改良的潜在基因资源。     

利用中间偃麦草抗病基因同源序列分离黄矮病抗性候选基因克隆

根据已克隆植物抗病（R）基因编码蛋白质的保守结构设计简并引物,利用同源序列法PCR扩增、克隆到9个具有开放阅读框的中间偃麦草R基因同源片段（Resistance Gene Analogs,RGAs）。利用抗黄矮病材料(含Bdv2)、感黄矮病材料（无Bdv2）进行RFLP分析,筛选到1个NBS类RGA序列TirgaZ1与Bdv2连锁。根据TirgaZ1的序列重新设计1对引