棉花抗黄萎病QTL定位研究进展

QTL(quantitative trait locus)定位将控制数量性状的基因分解成单个孟德尔因子进行详细剖析,更为细致地了解数量性状的遗传规律,为加速棉花抗黄萎病的遗传改良奠定基础。本文概述了棉花抗黄萎病QTL定位理论和现状,讨论了棉花抗黄萎病QTL定位过程中存在的问题及在遗传改良上的应用前景。     

陆地棉黄萎病抗性的分子标记辅助选择效果

采用分子标记辅助选择技术将与陆地棉黄萎病抗性相关的18个SSR标记用于大田辅助选择育种。结果表明,18个标记中的BNL1721、BNL2733和BNL3452标记在有/无标记基因型个体间病指差异显著,且选择效应能够在不同世代间稳定遗传。通过对单标记、多标记选择效应比较,发现不同标记间配制辅助选择最优组合可以实现选择效应的最大叠加。     

抗黄萎病新品系中植棉KV-3抗性遗传特性研究

利用自育高抗黄萎病陆地棉新品系中植棉KV-3作亲本,高感黄萎病品系KV9-1作母本,配制杂交组合,通过对6个世代群体(P1、P2、F1、BC1、BC2和F2)在北京田间人工病圃进行抗性分离鉴定,研究其抗黄萎病的遗传特性。结果表明,高抗黄萎病品种中植棉KV-3对黄萎病菌的抗性受1对显性基因和2对加性基因控制,且加性基因起主要作用。当2个加性基因都存在时,植株表现出抗病,当只有1个加性基因存在时,植株表现出耐病,当不存在加性基因时,植株表现出感病。     

陆地棉高品质品系纤维品质性状QTL的分子标记及定位

为进一步挖掘利用高品质品系NM03102的优异纤维品质性状的基因,利用陆地棉鲁棉研21作为母本、NM03102为父本构建了F2和F2∶3分离群体。通过7892对SSR引物对亲本进行筛选,获得222对多态性引物,进一步对195个F2群体单株分析得到242个标记位点。其中,182个标记位点连锁构建37个连锁群,共覆盖1661.6 cM,每个连锁群平均包含4.9个标记位点,标记间平均相距9.1 cM,其中35个连锁群被定位到了20条染色体上。利用F2和F2∶3纤维品质数据,通过复合区间作图法,共检测到20个纤维品质性状QTL。其中,1个纤维强度的QTL和1个纤维整齐度的QTL与已有的报道一致,1个纤维强度的QTL和1个麦克隆值的QTL在两世代中稳定存在,这为标记辅助选择奠定了基础。     

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。     

陆地棉抗黄萎病、纤维品质和产量等农艺性状的QTL定位

用一个高抗黄萎病的陆地棉品系5026和一个高感黄萎病的陆地棉品种李8为材料,构建一个RIL群体.用5 300对SSR引物筛选亲本多态,获得115个多态位点并进行标记间连锁分析,构建了一张包括20个连锁群全长560.1 cM的陆地棉品种间分子标记遗传图谱.RIL家系分两份:一份种于病圃,在苗期和成株期分别考查各家系的发病情况;一份种于大田,调查各家系的产量和纤维品质相关性状.用复合区间作图法对抗病、产量和纤维品质等性状进行QTL定位:在苗期检测到了3个抗病QTL,成株期检测到了1个抗病QTL,解释的变异系数范围是7.4%～11.8%;检测到2个纤维长度、2个纤维强度、1个纤维细度、1个整齐度、1个短纤维指数和2个纤维伸长率等9个与纤维品质相关性状的QTL,解释的变异范围是6.7%～15.7%;检测到了2个皮棉产量、1个籽棉产量、2个单株果枝数、1个单株铃数、2个铃重、1个籽指、1个衣分和1个衣指等11个产量构成因素的QTL,解释的变异方差范围是4.1%～10.6%,这些结果为棉花抗病育种同时兼顾产量和品质育种提供了非常有用的信息.     

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。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的EST分析

对已构建的黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种冀棉20SSH文库的800个阳性克隆进行了检测和筛选,将插入片段大于400bp的克隆测序,获得非重复克隆的EST序列203条。通过同源比对和序列相似性分析,共有170条ESTs与已知基因同源。将获得的ESTs按比对推测的功能进行分类,主要包括代谢、防御、胁迫、信号转导、核糖体蛋白、细胞结构、细胞发育、能量、渗透调节以及蛋白质合成与分解等10类。功能未知的ESTs也占有不小比例,达16.26%。共发现66条与抗病相关的ESTs,约占全部ESTs的33%。这些与抗病相关的同源序列涉及到与防御、次生代谢、胁迫及信号转导有关的基因,表明当黄萎病菌侵染棉花后,植物体内发生了一系列的反应,抗黄萎病是一个多途径作用的复杂过程。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的构建

 采用抑制差减杂交技术,构建了陆地棉抗病品种冀棉20经黄萎病菌诱导8 h、12 h、24 h、48 h后的混合SSH文库,文库共包含800个阳性克隆。对质粒的酶切和巢式PCR结果表明,插入片段大小平均为400 bp。随机挑选20个阳性克隆进行测序,利用BLASTn和BLASTx进行序列相似性分析,发现20条EST都可以找到功能已知的同源序列,其中在BLASTn比较结果中,功能已知的有12条,占全部EST的60%;BLASTx的比较结果中有14条功能已知,占全部EST的70%。这些同源序列涉及到10种与抗病防御相关的基因,包括丝氨酸/苏氨酸激酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙醇脱氢酶、细胞色素P450、ACC氧化酶等。将这些序列与GenBank dbEST库进行比对,发现75%的EST都可以找到同源性较高的序列,它们都来自于植物在生物与非生物胁迫条件下特异表达的cDNA文库,这些胁迫包括病原菌诱导、低温处理、紫外线照射、热激处理、盐处理、氧胁迫、水杨酸诱导等。     

接种不同致病力黄萎病菌的F1代棉花的基因型抗性研究

 在乌兹别克斯坦,棉黄萎病对棉花造成严重损失。为了选育能抗强致病力菌系的棉花品种,需确定棉花对不同地域的强致病力菌系的基因型抗性和F₁代的抗性遗传度。研究发现,品种Omad和品系L-44,L-408,L-155,L-1708对所选菌系的抗性最好。当受到侵染时,它们表现出超敏感性,但不表现黄萎病症状。F₁代的黄萎病抗性为超显性和显性遗传,且与鉴定方法无关。同时,存在中间性遗传。遗传优势度取决于其亲本的配合力、F₁代受侵染时的基因反应型和不同地域菌系的致病力。其中,Omad,С-5621,L-44,L-1708的表型抗性高;在F₁代中,组合L-155×С-5621和L1708×С-5621的表型抗性较高,在50％～80％。黄萎病抗性遗传控制的特点是趋向于最好或最差亲本的负或正的超显性、显性遗传以及中间型遗传。对所选菌系,杂交组合L-155×С-5621 和 L-155×L-44的综合抗性最好。     

陆地棉黄萎病抗性的遗传分析

本研究采用MINQUE(1)的统计方法,用ADM模型、ADAA模型、AD模型［1］,估算陆地棉8个杂交亲本和F1、F2代各28个组合的黄萎病抗性遗传效应。结果表明,陆地棉黄萎病抗性的遗传不存在母体效应和上位性效应,因而采用AD模型分析,加性效应占52.43,显性效应为9.01,均达极显著水平;广义遗传率为83.04%,狭义遗传率为70.87%。     

棉花黄萎病抗性遗传和分子生物学研究进展

介绍了棉花黄萎病菌的致病机制 ,棉花黄萎病抗病机制及其遗传以及棉花黄萎病的鉴定方法 ,并对分子生物学在棉花黄萎病研究中的应用状况进展进行了综述。     

棉花黄萎病及抗病育种研究进展

 介绍了黄萎病病菌致病机理、棉花黄萎病抗病机理及棉花抗黄萎病育种研究的现状,从不同的方面分析了制约棉花抗黄萎病育种研究的因素,提出了加快抗黄萎病育种研究进程的对策和建议。     

陆地棉植株组织结构和生化代谢与黄萎病抗性的关系

通过对8个陆地棉品种的植株组织结构、酶活性和根系分泌物的比较分析,研究陆地棉黄萎病抗性机制。研究结果表明,陆地棉抗病品种根和茎的导管细胞壁厚、直径小、数目多,髓射线数目多、单位面积薄壁细胞数多,有助于抵御棉花黄萎病菌的侵入与扩展。过氧化物酶（POD）活性与棉花抗黄萎病的关系不明显,但苯丙氨酸解氨酶（PAL     

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。     

棉花种间杂交渐渗系抗黄萎病性状遗传分析

利用抗黄萎病棉花种间渐渗系冀79作父本,高感病陆地棉品系1096作母本,配制杂交组合。感病对照、亲本及F1、F2在田间混生病圃鉴定。对亲本、F1及F2分离群体的抗性表现进行调查、统计,分析该抗源抗黄萎病性状的遗传方式,结果表明,该抗源抗性是由1个显性抗(耐)病基因和2个加性基因共同起作用,其中加性基因起主要作用。并且2个加性基因是独立遗传的,当2个加性基因同时存在并且纯合时,植株表现为高抗;当2个加性基因同时存在并且杂合时,植株表现为抗病;当只有1个加性基因存在时,不论纯合还是杂合,植株都表现为耐病;当2个加性基因不存在时,植株表现为感病。     

一种新的棉花黄萎病抗性鉴定方法

介绍了一种新的快速鉴定棉花品种抗黄萎病的方法——六棱塑料钵定量注菌液法 ,与传统的鉴定方法相比具有以下优点 :1使用有底的六棱塑料钵 ,灭菌后可以重复使用 ,减少了制作营养钵的工作量 ,而且其造型有利于棉苗根系下扎生长。2以价格低廉、通透性好、一次性使用、经高温灼烧的蛭石填充营养钵作生长基质 ,可免去灭菌消毒工序 ,也有利于棉苗根系生长发育。3种子催芽技术出苗整齐、生长健壮 ,每钵只种 1～ 2棵棉苗 ,减小了寄主个体间的竞争。4用六棱营养钵培育棉苗时 ,棉苗根系生长健壮且须根紧贴塑料钵内壁生长 ,采用先用粗铁丝定点伤根再定量注菌液的方法 ,有利于病菌的侵入 ,且不会因伤主根而使病情加重     

棉花品种对黄萎病慢病性初步研究

2002-2003年在河南省新乡县李台基地重病田,通过定株定时调查发病情况和各单株的产量结构,研究了不同抗病性棉花品种对黄萎病慢萎性。结果表明,若单纯以8月下旬的病情指数为标准,不少品种的抗病性均不理想,但从黄萎病发展历程分析,则发现有一部分耐至感病品种,其病情发展缓慢,对产量的影响也达不到显著水平。为此,提出棉花品种存在对黄萎病的慢病性,简称棉花品种慢萎性。