科研人员揭示棉花抗黄萎病的分子遗传结构

正近日,中国农业科学院农产品加工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。相关研究成果于3月29日在线发表于植物学国际权威期刊《Plant     

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。     

不同强度温度刺激对棉花黄萎病的影响

采用三个不同抗性的棉花品种、三个不同的黄萎病菌系和三个温度梯度,完全随机区组设计,在人工气候箱中研究刺激不同时间对棉花黄萎病发病的影响。结果表明,刺激温度的高低和品种的抗性对棉花黄萎病的发生与扩展有显著的影响,而菌系致病力以及刺激时间长短对棉花黄萎病的发生也存在显著差异,但影响较小;品种的抗病性对棉花黄萎病的发生起着至关重要的制约作用;温度对黄萎病的发生与扩展起着关键作用。初步明确了影响棉花黄萎病发生与扩展的几个因子间的互作效应及其影响程度。     

李付广团队发现抗棉花黄萎病新基因

<正>近日,中国农业科学院棉花研究所研究员李付广团队对陆地棉核糖体蛋白基因GhRPL18A-6在棉花抗黄萎病过程中的功能和机制进行了系统研究。该研究团队发现,该基因能调控细胞壁合成、木质素合成等与抗病相关通路基因的表达,并在多个生长阶段提高转基因棉花的抗性水平。该研究为解析棉花黄萎病抗性提供了思路,并为抗病品种分子育种提供了新的抗病基因及种质资源。棉花黄萎病堪称棉花"癌症",陆地棉遗传背景狭窄,缺乏黄萎病抗性种质资源材料,通过传统育种方法     

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。     

棉花黄萎病抗性的分子研究进展

本文综述了棉花黄萎病菌的分子鉴定，棉花黄萎病抗性的遗传基础，分子标记在棉花抗黄萎病方面的应用，棉花黄萎病抗性基因的克隆及转化等方面的研究进展。     

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。     

棉花对黄萎病的抗性遗传模式及抗(耐)病品种的选育技术

本文系统总结了本研究室从1982年起开展棉花黄萎病抗性遗传育种所取得的一些研究结果。 18年4个轮次的研究证明, 棉花黄萎病抗性表现为多个显性单基因的遗传模式, 从而基本 上澄清了国际上长期争论的难题。 通过我国黄萎病病原菌的遗传变异和致病力分化分析, 提出了棉花抗黄萎病育种中鉴别菌株的选择, 抗源的合理利用,     

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。     

棉花黄萎病不同抗性品种接菌前后体内酶活性及酚类物质含量的变化

研究了对黄萎病不同抗性棉花品种在接菌前后酶活性与酚类物质含量的变化。结果表明 :棉花对黄萎病的抗性与棉株组织中的过氧化物酶 (POD)、多酚氧化酶 (PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及酚类物质 (主要为二元酚 )含量密切相关。不同抗感黄萎病棉花品种接种病原菌后 ,4个指标都有不同程度地提高 ,并于接种后 3～ 5d内出现峰值 ,峰值高低与抗性程度呈正相关     

棉花抗黄萎病基因的QTL定位

以高感黄萎病的陆地棉品种"邯郸208"与高抗黄萎病海岛棉品种"Pima90"的136个F2单株为作图群体,构建了一个包括17个连锁群、标记间平均间距18.61cM、全长1842.8cM的陆海种间分子标记遗传连锁图,该图约覆盖棉花基因组的36.8%。单因子方差分析和复合区间作图检测到与黄萎病抗性相关的3个QTL,分别位于第四连锁群和第七连锁群上,分别解释表型变异方差的15.39%、54.11%和57.18%。初步认为海岛棉"Pima90"对陆地棉"邯郸208"的黄萎病抗性由两个主效QTL和一个微效QTL共同控制。     

棉花RAV基因家族的全基因组分析

在二倍体棉花D5基因组(Gossypium raimondii Ulb.)数据库中鉴定出10个RAV基因,分布于4、5、8、9、13号染色体;在二倍体棉花A2基因组(Gossypium arboreum L.)数据库中鉴定出10个RAV基因,与棉花D5基因组的R AV成员的数量和序列具有一一对应的同源关系,推测棉花A、D组的祖先种中可能存在10个RAV基因。对植物R AV蛋白序列做系统发育分析,将R AV成员分为4个组;发现棉花R AV基因可能参与了棉属所特有的基因组多倍化事件的证据。对N CBI中陆地棉(Gssypium hirsutum L.)EST、Unigene数据库做比对统计,得到陆地棉不同组织中R AV基因表达情况;对陆地棉受黄萎病菌胁迫后的荧光定量检测,发现棉花RAV基因与棉花响应黄萎病菌的胁迫相关。     

棉属D基因组3个野生棉种Bet v1基因鉴定及功能分析

【目的】对棉花D基因组中Bet v 1基因家族进行分析,比较其在不同抗性棉种间的表达模式差异,为深入研究Bet v 1基因在棉花抗黄萎病中的作用提供理论依据。【方法】通过生物信息学方法对D基因组中Bet v 1基因进行鉴定。通过雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii,D5)、三裂棉(G. trilobum,D8)和瑟伯氏棉(G.thurberi,D1)转录组和实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析Bet v 1基因在黄萎病菌处理下的表达模式。利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)对Bet v 1基因进行功能鉴定。【结果】[棉花D基因组中包含59个成员,其中57个基因带有内含子,分布于8条染色体上,多数为亲水性蛋白并定位于细胞质。]黄萎病菌胁迫条件下3个野生棉种的Bet v 1基因表达量与其抗病水平一致。将不同表达水平的基因分为3组,其中第3组基因响应黄萎病菌侵染并在抗病棉种瑟伯氏棉中高表达,表明该组基因可能与黄萎病胁迫应答反应有关。从中筛选出高水平表达的Bet v 1基因,在陆地棉中沉默相应的同源基因,棉株感病加重,揭示该基因在棉花抵御黄萎病菌侵染过程中起正调控作用。【结论】响应黄萎病菌胁迫的Bet v 1基因在棉花抗黄萎病复杂的生物过程中至关重要。本研究结果为棉花Bet v 1家族基因的深入研究提供依据,为进一步解析棉花Bet v 1基因的功能奠定基础。     

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     

棉花中黄萎病抗性相关microRNA的挖掘及其靶基因分析

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为19~25 nt内源性的、非编码单链小RNA,在植物逆境胁迫应答中具有重要的调节作用。为了获得棉花中黄萎病抗性相关的miRNA,利用生物信息学技术,本研究从Sanger miRNA数据库和已报道的文献中找到64个与棉花黄萎病抗性相关的miRNA,预测和分析了它们的靶基因和启动子,并从中筛选出12个miRNA进行了实时荧光定量PCR分析,为进一步深入研究miRNA的作用机制奠定基础和提高转基因棉花抵抗黄萎病的能力提供新的途径。     

棉花GhIQM1基因克隆及抗黄萎病功能分析

棉花是我国重要的经济作物,而黄萎病(Verticillium wilt)是棉花生产上的主要病害,严重危害棉花产量和纤维品质。本研究通过转录组数据分析筛选出1个与棉花抗病相关、不依赖Ca²⁺的钙调素结合蛋白基因GhIQM1。该基因受黄萎病菌和水杨酸(SA)诱导表达。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究其在棉花抗黄萎病中的功能发现,抑制GhIQM1基因表达增强了植株对黄萎病的抗性, TRV:GhIQM1植株病情指数、维管束褐化程度、体内病原菌积累量都显著低于TRV:00。qRT-PCR分析表明,抑制GhIQM1表达的植株接种黄萎病后,作为参与水杨酸途径中的3个重要基因NPR1、NPR3和PR5的表达量显著高于对照。以上结果初步表明,GhIQM1基因可能通过抑制SA途径负调控了棉花的黄萎病抗性。     

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     

我国棉花黄萎病菌基于SSR的遗传多样性分析

为了对棉花黄萎病菌群体的遗传多样性进行研究,以棉花黄萎病菌基因组DNA为模板,用双因素和单因素水平优化的方法对SSR反应体系的重要参数进行摸索和优化,建立了最适反应体系.从300对引物中筛选出13对多态性较高的引物,并对来自我国12个省96个县(市)的170个棉花黄萎病菌株进行SSR分析.SSR图谱的聚类分析结果将供试...     

棉花黄萎病相关基因GhAAT的克隆与功能鉴定

棉花黄萎病(Verticillium dahliae)是一种土传性真菌维管束病害,严重影响棉花的生产。本研究通过转录组数据分析筛选出一个与棉花黄萎病相关的氨基酸转运蛋白GhAAT基因,该基因在棉花根部响应黄萎病菌诱导表达。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究其在棉花抗黄萎病中的功能。结果显示将该基因在棉花TM-1的叶片和根部沉默后,棉花对黄萎病抗性减弱,证明GhAAT基因参与调控了棉花抗黄萎病功能。发掘棉花抗黄萎病菌重要调控基因并揭示其分子机制对培育棉花抗病品种具有重要意义。     

“棉花黄萎病抗性的蛭石沙土无底纸钵定量蘸菌液方法”获得国家发明专利

<正>近日,由中国农业科学院棉花研究所完成的一种鉴定"棉花黄萎病抗性的蛭石沙土无底纸钵定量蘸菌液方法"获得一项国家发明专利。该发明涉及植物病理学领域,是一种鉴定棉花黄萎病抗性的蛭石沙土无底纸钵定量蘸菌液方法。具体为制作营养钵,将蛭石和沙土混匀,装入纸钵中;播种并培养棉苗;接种病原菌,在棉苗生长至一片真叶平展时,接种棉花黄