抗大豆胞囊线虫4号生理小种新品系的选育

采用兼抗大豆胞囊线虫１，３，４，５号生理小种的兴县灰布支黑豆，五寨赤不流黑豆和应县小黑豆等抗源与生产上广泛应用的优良品种杂效，经多年选择培育，获得１４个抗大豆胞囊线虫４号小种的黄粒新品系，历年鉴定，抗性稳定，根系胞囊平均在１０个以下，其中１０个品系根系胞囊在３以下，属高抗材料，并且表现直立不倒，百粒重比抗源亲本提高５０％以上，产量大大提高，折合产１２５－１５０ｋｇ，均超过抗源亲本的１０－１５％，接     

大豆抗大豆胞囊线虫DNA分子标记研究进展

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)病是影响大豆生产最重要的病害,抗病育种是防治该病最经济有效的方法。如何采用现代分子生物学技术对抗胞囊线虫的抗源进行深入研究,加速大豆抗胞囊线虫的育种进程,DNA分子标记技术为大豆抗胞囊线虫分子辅助育种开辟了新的途径。本文概述了DNA(RFLP、RAPD、SSR、ISSR、SNP)分子标记技术在大豆抗大豆胞囊线虫病研究中的进展,比较了各种标记的特点,并对未来研究和发展方向进行了展望。     

大豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性遗传分析

大豆胞囊线虫病（Soybean cyst nematode）严重危害我国大豆生产。我国大豆胞囊线虫有8个生理小种,其中,4号生理小种致病力最强,主要分布在黄淮海大豆产区。了解抗源的遗传模式有助于抗病基因的定位和分子标记的开发。以对大豆胞囊线虫4号生理小种高抗抗源CBL黑豆为父本、高感材料品75-14为母本,构建了F₁、F₂和F_2∶3 3个世代群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的联合分离分析方法,分析CBL黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的遗传效应。结果表明：CBL黑豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性-上位性多基因控制,F₂世代主基因遗传率为64.47%,F_2∶3世代主基因遗传率为75.99%。主基因遗传率较高,育种可以在早代选择。     

影响大豆胞囊线虫生理小种鉴定因素探讨

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)引起的病害能给大豆生产造成严重损失。探索影响大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)生理小种鉴定的因素对指导抗线育种工作具有重要意义。本研究以Lee68为材料,接种一定浓度的SCN4虫卵,在不同温度梯度的培养箱中培养,研究温度对大豆胞囊线虫生长的影响;以Riggs鉴定模式中的5个寄主为材料,接种一定浓度梯度的SCN2虫卵,研究接种浓度对鉴定结果的影响;从土壤相对含水量方面研究水分对大豆根系发育的影响。研究结果表明:在设定的温度梯度中,培养温度25℃/22℃(光/暗),Lee68上生长的胞囊数目最多,与其它几个温度培养条件相比,单株胞囊平均数达到差异显著水平,是胞囊生长最适宜温度;接种虫卵为1 200~24 000个/杯时,鉴定结果是正确的,超出这个接种范围,鉴定结果不稳定;一天浇水两次,浇水前/后土壤含水量为4%~7%/15%~18%,最有利于根系发育。本研究结果可为大豆胞囊线虫生理小种鉴定和抗线育种工作提供参考。     

黄淮大豆主产区大豆胞囊线虫生理小种分布调查

大豆胞囊线虫(SCN)在黄淮地区普遍发生,调查小种分布情况,确定优势小种对抗病育种有重要意义。2012-2015年,取样调查黄淮地区6个省份土样,利用Riggs模式鉴定生理小种,绘制黄淮地区SCN生理小种分布图,并与文献报道结果对比,探讨黄淮地区SCN生理小种类型及其分布规律。结果表明,该病害在黄淮大豆主产区均有分布,在采集受SCN感染的322份土样中,112份被鉴定出生理小种类型,包括1号、2号、3号、4号、5号、6号和11号小种。其中,57份为2号小种,占样本总体的50.9%;26份土样为5号小种,占23.2%;11份土样为4号小种,占9.8%,1号、3号、6号和11号小种分别占总体的4.5%、5.4%、4.5%和1.8%。依据不同生理小种在各省发生频率由高到低的顺序,河南分布5号、2号、3号、11号小种;河北分布2号、5号、6号、3号、4号小种;安徽分布2号、5号、6号、3号小种;山西分布2号、4号、5号、1号、3号、11号小种;山东分布2号、3号、5号、1号、6号小种;江苏分布2号、5号、1号小种。以上结果表明,2号小种是目前黄淮海地区的优势小种,其次是5号小种,致病力最强的4号小种主要分布在山西省。在黄淮海地区,抗线虫育种目标应以抗2号生理小种为主,兼抗5号小种,部分地区应以兼抗2号和4号小种为主。在黄淮地区3号、6号和11号小种是新发现的小种。与2001-2003年调查结果比较,黄淮海地区大豆胞囊线虫生理小种组成及分布有一定的改变。     

大豆对胞囊线虫的抗性及分子标记研究

本文首次利用我国特有的抗病品种小粒黑豆与辽宁省的主栽品种辽豆10配制杂交组合,以F2代群体为试验材料,系统地应用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA)寻找与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的DNA分子标记以及同工酶标记和低分子肽/氨基酸标记,为我国的大豆抗胞囊线虫病育种提供理论指导.主要研究结果如下:1.利用杂交技术构建了大豆胞囊线虫抗性的分子表达平台.本研究配制了辽豆10×小粒黑豆的杂交组合,并利用海南加代快速繁殖,应用毒力最弱的大豆胞囊线虫3号生理小种对F2代群体进行抗性鉴定和移栽,为大豆对胞囊线虫抗性分子标记的筛选提供了均一遗传背景的试验材料.对该组合进行田间抗性鉴定,结果表明符合抗感分离1∶3的比率,表明在辽豆10背景下小粒黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性是由一对以上的隐性基因控制的.2.应用分离群体分组分析法在辽豆10和抗大豆胞囊线虫的核心抗源中获得了一个与感病性密切相关的RAPD标记S11700.应用143个随机引物,对由小粒黑豆和辽豆10配制的杂交组合的抗感亲本和构建的抗感池进行筛选,有92个引物产生了RAPD扩增产物,25个引物产生了RAPD多态性,其中一个引物产生了与抗大豆胞囊线虫基因密切相关的特异性DNA片段S11700,经多次重复验证,该片段在感病亲本及感病池中被特异性扩增,而在抗病亲本及抗病池中未产生该片段.利用S11700对不同抗性大豆品种进行分子标记鉴定和辅助选择,验证了该特异性片段与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性紧密相关,可以用于抗胞囊线虫大豆新品种的分子辅助选择育种.3.利用BSA法对11个黑色种皮的大豆品种和12个黄色种皮的大豆材料的基因组DNA进行RAPD分析,获得一个与大豆黄色种皮相关的特异DNA片段S79500.采用该标记对辽豆10×PI437654杂交后代种皮颜色有分化的群体进行检测,结果表明这个RAPD标记具有较高的重复性和稳定性,可用于辅助选育优良的黄色种皮的大豆新品种.4.获得了一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的SSR分子标记Satt187.应用204对SSR引物对辽豆10×小粒黑豆进行SSR分析,31对引物产生了扩增产物,其中15对具有多态性,从中筛选到一个与大豆胞囊线虫3号生理小种抗性基因相关的分子标记Satt187,其片段大小为172 bp和176 bp,为共显性标记,在F2代分离群体中的分离比为1∶2∶1,呈孟德尔式遗传.应用该标记对辽豆10x小粒黑豆F2代分离群体进行分子标记鉴定和辅助选择,在抗病单株中均检测到标记带Satt187-176 bp的存在,而在感病单株中检测到有Satt187-176 bp和Satt187-172 bp两种标记带或仅有Satt187-172 bp的标记带存在,分析表明该标记具有抗胞囊线虫分子标记辅助选择应用的前景.5.系统地研究了辽豆10×小粒黑豆和辽豆10×PI437654两对组合的亲本及其杂交后代植株体内防卫反应酶系,包括多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)酶活及根内可溶性蛋白含量的动态变化.研究结果表明,抗感亲本、子代在大豆胞囊线虫侵染后各种防御酶系和可溶性蛋白含量均产生相应的变化,表现出酶活及可溶性蛋白的变化与抗病性密切相关,可作为鉴定大豆抗源抗性强弱的一项辅助生化指标,在抗胞囊线虫病抗源筛选辅助选择中起到一定的作用.6.采用电泳技术,系统地研究了大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本及子代中PPO、POD、CAT、SOD等几种同工酶酶谱,获得了一条与大豆胞囊线虫抗性相关的特异性SOD谱带.研究结果表明,线虫侵染后,诱导植株体内PPO、POD、CAT、SOD及可溶性蛋白量的增加,抗病亲本诱导产生的酶蛋白及可溶性蛋白量均多于感病亲本,对于杂交后代,出现不同于亲本的新的同工酶和可溶性蛋白谱带.在两对组合的SOD酶谱中,分别出现一条特异性谱带(Rf=0.365和Rf=0.381),利用两对杂交组合F2代抗感单株进行SOD同工酶电泳分析,证明该带可以作为大豆抗胞囊线虫的一项较为可靠的生化标记.7.探讨了不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗性的相关性.应用简便快速的聚酰胺薄膜层析检测技术对不同抗性大豆品种及杂交后代根系分泌物中低分子肽/氨基酸与抗胞囊线虫的相关性进行了研究.结果表明,大豆胞囊线虫侵染后,抗感亲本和子代在出苗后不同时期根系分泌物中的低分子肽/氨基酸的种类和数量有所差异,出苗后1～6 d的变化明显,感病亲本及感病子代在D区和E区存在共有的荧光斑点,而抗病亲本及抗病子代则无,可将该项检测技术作为一种辅助手段,用于大豆对胞囊线虫3号生理小种的抗性鉴定.     

大豆抗感资源对大豆胞囊线虫3号生理小种生长发育动态的影响

采用苗期盆栽的方法,以五寨黑豆(抗)、07-2-10-6(抗)和合丰35(感)、07-2-7-14(感)为试验材料,测定不同抗性大豆对胞囊线虫3号生理小种生长发育动态的影响。结果表明,五寨黑豆及07-2-10-6根系分泌物能抑制线虫卵的孵化,而合丰35及07-2-7-14根系分泌物能刺激线虫卵的孵化。培养10d后,合丰35及感病后代07-2-7-14的线虫卵孵化相对值分别为3.71和4.38,五寨黑豆及抗病后代07-2-10-6的线虫卵孵化相对值分别为0.89和1.39。大豆根内各龄线虫数量的动态变化结果表明,侵入抗病品种中的J2幼虫数量较少,只有部分J2幼虫可以进一步发育成高龄期的线虫,且发育速度迟缓,雌雄比值为1∶4.13;侵入感病品种中的J2幼虫群体数量大,多数能够正常发育成更高一级的虫体,发育速度明显大于抗病品种中的J2幼虫,雌雄比值为10.56∶1。五寨黑豆抗大豆胞囊线虫是其根外抗性、抗发育和抗繁殖多种抗病机制综合作用的结果。     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生化机制研究

以抗感大豆胞囊线虫3号生理小种品种灰皮支黑豆和辽豆15为研究对象,三叶期后室内人工接种大豆胞囊线虫,接种后5,10,15,20,25,30 d取样,测定抗感品种接种与未接种根内多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的动态变化,以及根内次生代谢物质总酚和类黄酮含量的动态变化,进而揭示灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生化机制.试验结果表明,大豆受大豆胞囊线虫侵染后,抗感品种根内PPO、POD、PAL酶活性均表现升高,并且在抗病品种灰皮支黑豆中酶活性高峰出现的早,根内总酚和类黄酮含量都表现增加.     

“龙84—783”等大豆新品系对大豆孢囊线虫的抗性

大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)是我国大豆生产的主要病害之一。黑龙江省约有1500万亩大豆受害,其中严重受害面积200余万亩(减产30％以上)。近年由于大豆经济价值高,农民不断扩大大豆种植面积,迎茬面积逐年增加(可高达20～30％),致使大豆孢囊线虫病区扩大,危害日趋严重。大豆孢囊线虫是土传病原物,幼虫入侵感病大豆根系后,由表皮而达皮层,在寄主根系组织内吸     

灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种侵染和发育的影响

以辽豆巧作感病对照,通过接种相同数量的卵并利用次氯酸钠一酸性品红染色法研究我国的优质杭源灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种侵染和发育的影响。结果表明,接种后杭感品种根内的二龄幼虫数量很接近,灰皮支黑豆根内的三龄幼虫数量高于辽豆巧,但四龄幼虫、雌成虫数量却低于辽豆15,雄成虫数量比较接近,即灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的杭性不具有抗侵入的作用,而具有杭发育的作用。同时利用冰冻切片技术研究灰皮支黑豆和辽豆巧受大豆胞囊线虫3号生理小种侵染后根部的组织病理学反应,初步明确灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫3号生理小种的组织结构杭性。     

大豆遗传图谱的构建和抗胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)的QTL分析

大豆胞囊线虫1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种,ZDD2315是我国特优抗源。本文旨在定位ZDD2315对1号和4号生理小种抗性的QTL。试验以Essex为母本,ZDD2315为父本和轮回亲本,创建了一个包含114个单株的BC1群体。采用250个SSR标记和1个形态标记通过MAPMAKER 3.0构建了包含25个连锁群的遗传图谱,覆盖大豆基因组2 963.5 cM     

大豆对胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe) 1号和4号生理小种抗性的遗传分析

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)是我国大豆的全国性主要病害之一。1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种。以Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226、Peking×ZDD2226的P₁、P₂、F₁、BC₁F₂为材料,用主基因＋多基因混合遗传模型分析大豆对胞囊线虫1号和4号生理小种抗性的遗传机制。结果表明,ZDD2315、ZDD2226对1号生理小种的抗性受主效基因控制,未发现多基因效应,且与Peking存在相同的抗病基因;抗性遗传表现组合特异性,Essex×ZDD2315组合为3对加性主基因遗传模型,主基因遗传率72.02%,PI88788×ZDD2226组合为2对显性上位主基因遗传模型,主基因遗传率62.33%。对4号生理小种的抗性为主基因＋多基因混合遗传模型,Essex×ZDD2315、Peking×ZDD2315、PI88788×ZDD2226等3个组合为3对主基因+多基因遗传模型,主基因遗传率分别为67.76%、72.46%和53.25%,多基因遗传率分别为24.48%、21.31%和35.77%;Peking×ZDD2226表现为2对主基因遗传模型,主基因遗传率45.40%。抗性基因表现为隐性,育种上可以在早代选择。培育多抗品种应以抗4号生理小种为主要目标进行基因聚合。     

中国大豆孢囊线虫抗性研究进展

中国是大豆的故乡,曾经是世界上最主要的大豆生产国和出口国。如今,中国的大豆生产量已从世界首位降到美国、巴西之后,由大豆出口国变为大豆进口国,其主要的原因之一是中国大豆生产未能有效的控制大豆孢囊线虫的危害,以致中国大豆平均单产处于较低水平。大豆孢囊线虫(Soybean Cyst Nematode,简称SCN)是一种土传的定居性内寄生线虫,大豆孢囊线虫的二龄幼虫从根尖处侵入根部,造成根组织的代谢失调与组织损伤,受害的大豆根系短粗,植株矮小,叶片变黄,产量严重降低。SCN的特点是分布广、危害重、寄主范围宽、传播途径多,存活时间长,防治极难。SCN危害已遍及中国大豆主要生产区,主要分布在我国的东北大豆主产区的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古及黄淮海大豆主产区的山东、河北、山西、安徽、河南、北京等省市,每年SCN发生面积达150万hm^2以上。本文综述了近年来我国在大豆孢囊线虫研究方面取得的进展,主要包括以下几个方面：SCN生理小种的研究、SCN抗性资源发掘、SCN经典遗传及分子遗传学研究及SCN抗性育种等研究进展。     

基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因rhg1的InDel标记开发与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因开发标记可为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源.本研究通过对大豆胞囊线虫抗性候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记.应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个.其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个.各等位变异发生频率范围为0.8%～77.3%.InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-14为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%.该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异.此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率.     

基于大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1的InDe1标记发掘与鉴定

大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一,根据抗病候选基因发掘标记可以为分子标记辅助选择抗病材料提供标记资源。本研究通过对大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1的序列比对分析,发现4个插入/删除位点,针对其中3个多碱基插入/缺失位点开发了InDel标记。应用开发的3个InDel标记对33份栽培大豆进行基因型鉴定,共检测到等位变异11个,平均每个位点3.67个。其中rhg1-I1位点有等位变异5个,rhg1-I2位点有等位变异2个;rhg1-I4位点有等位变异4个。各等位变异发生频率范围为0.8%~77.3%。InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分析表明,rhg1-I4为抗性相关标记,对抗病资源的检出效率为88.2%,对感病资源的检出效率为100%。该标记的288 bp等位变异和294 bp等位变异为抗病相关等位变异,269 bp等位变异和272 bp等位变异为感病相关等位变异。此标记与常用于标记辅助选择的Satt309配合鉴定可以提高SCN抗病资源的检测效率。     

大豆遗传图谱的构建和抗胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)的QTL分析

大豆胞囊线虫1号和4号生理小种是黄淮地区的优势小种，ZDD2315是我国特优抗源。本文旨在定位ZDD2315对1号和4号生理小种抗性的QTL。试验以Essex为母本，ZDD2315为父本和轮回亲本，创建了一个包含114个单株的BC1群体。采用250个SSR标记和1个形态标记通过MAPMAKER 3.0构建了包含25个连锁群的遗传图谱，覆盖大豆基因组2 963.5 cM     

大豆新种质对大豆孢囊线虫4号生理小种的抗性鉴定

１９９６～２０００年,采用病圃自然感病鉴定法,对我国７省５１８份大豆新种质资源进行了抗大豆孢囊线虫４号生理小种的鉴定研究,筛选出３个新的抗病品种。这些抗病品种均来自山西,种皮为黑色,每株平均孢囊数在０．２～０．６之间,孢囊指数为０．４～０．６,抗性强而稳定,可供抗病育种利用。     

利用野生大豆资源创新抗胞囊线虫病种质

利用采自黑龙江省胞囊线虫病区的野生大豆与丰产性好、综合性状优良的栽培大豆品种(系)进行单交和三交,创新出农艺性状优异、中抗大豆胞囊线虫病的新种质。结果表明,利用野生大豆资源是拓宽抗源的有效途径。并探讨了利用野生大豆创造新种质的方法。