大豆胞囊线虫(SCN)抗病候选基因研究进展

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines,Soybean cyst nematode,SCN)是严重危害世界大豆生产的害虫,大豆对胞囊线虫的抗性由多个基因控制,发掘和利用抗病基因对于SCN抗病品种的选育至关重要.该文对包括基于QTL定位获得的rhg1和Rhg4抗性位点、基于比较基因组获得的线虫抗性基因Hs1pro-1同系物类的GmHs1pro-1和基于基因芯片获得的SCN抗病候选基因的研究进行综述,以期为SCN的抗病分子育种研究提供参考.     

大豆胞囊线虫病与大豆抗胞囊线虫机制的研究

系统地介绍了大豆胞囊线虫病的发生与为害 ,对大豆胞囊线虫的生理分化和寄主范围进行简要地描述 ,同时 ,对近年来的根系分泌物、品种抗性、细胞学和组织学及遗传等方面的大豆抗胞囊线虫的机制进行了分析 ,对进一步研究大豆胞囊线虫病害具有重要意义     

大豆胞囊线虫侵染诱导五寨黑豆早期的转录组分析

利用Illumina Hi SeqTM2000对大豆胞囊线虫侵染前后的抗病大豆品种五寨黑豆的转录组进行检测。将测序的两个文库进行拼接,得到长度大于200bp的reads共20 980 831条,总长度约为4.23Gb,筛选到1 045个差异表达基因。Gene ontology功能显著性富集发现差异表达基因在生物过程注释基因最多,共有1 007个差异表达基因。在COG数据库中对基因产物进行直系同源分类,结果表明众多基因参与到碳水化合物及氨基酸的运输和代谢、次生代谢物质合成及信号传导机制过程,并受胞囊线虫侵染的诱导表达。KEGG代谢通路分析显示差异表达基因在苯丙烷类及氧化磷酸化代谢通路显著富集,说明这两个代谢通路在五寨黑豆抗胞囊线虫病中起重要作用。     

轮作植物对大豆胞囊线虫抑制作用的研究

轮作是防治大豆胞囊线虫病的有效措施,旨在探讨常用和潜在的轮作植物对大豆胞囊线虫病的抑制作用.为黑龙江省大豆生产轮作体系改进提供技术支持.2006年,选择5种轮作植物(大麦、红三叶草、万寿菊、亚麻、玉米)与感病品种一起种在大豆胞囊线虫病圃;2007年种植玉米、小麦和感病大豆.检测两年播种前和收获后土壤中大豆胞囊线虫胞囊、卵和二龄幼虫数量;2008年所有小区种植感病大豆,测定大豆产量.结果表明:连续种植大豆的处理卵数量增加了13%,而种植万寿菊、红三叶草和大麦茬后复种红三叶三个处理的土壤中卵的数量明显减少,减少率分别为80%、58%和68%,其他轮作处理土壤中大豆胞囊线虫群体密度也有不同程度降低,而且,轮作区大豆产量也有提高.结果显示:合理种植万寿菊、红三叶草以及大麦后复种红三叶草可以减少土壤中胞囊线虫的密度,对大豆胞囊线虫的抑制作用好于常规轮作作物玉米.而综合考虑不同作物对土壤养分的影响,以及在黑龙江省的播种面积,则可以确定能够使土壤中胞囊线虫密度减少,同时义能够提高土壤养分的合理的轮作方式为万寿菊一玉米一大豆.     

胞囊线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异研究

为明确对大豆胞囊线虫病具有不同抗性的小黑豆品种的抗性机制,利用石蜡切片技术对线虫侵染不同抗性大豆品种根系的组织病理学差异进行了研究。结果表明:在侵染初期,抗感品种侵入根内的线虫数量没有明显差异,抗病品种形成合胞体的时间要早于感病品种辽豆15,哈尔滨小黑豆较早地在中柱内形成了合胞体,抗侵入能力较弱。随着线虫的侵染,抗病品种逐渐形成过敏性坏死反应,阻止线虫发育使根内形成非常少量的雌虫,其中灰皮支黑豆根内几乎没有雌虫形成,抗发育能力最强。感病品种辽豆15根内没有发生过敏性坏死反应形成了大量雌虫。在寄主维管束中,侵染后期中柱内形成的合胞体会使感病品种辽豆15木质部外移,根内导管数量减少,不利于水分运输的安全性。而3个抗病品种小黑豆的木质部组织结构没有发生病变,利于大豆的正常生长。     

利用抗坏血酸揭示小粒黑豆对胞囊线虫抗性的研究

以抗感大豆胞囊线虫3号生理小种的小粒黑豆(ZDD1412)和辽豆10为试材,温室盆栽条件下人工接种大豆胞囊线虫,以未接种作对照,接种后7、14、21、28和35 d取样,测定大豆根内抗坏血酸含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的动态变化以及不同浓度抗坏血酸对大豆胞囊线虫胞囊孵化和二龄幼虫抑制率的影响.结果表明:抗病品...     

不同遗传背景大豆抗大豆胞囊线虫RAPD标记

以中国小黑豆抗源和具有优良农艺性状黄豆品种为试材,利用43个随机引物对其总DNA进行扩增,其中15个引物没有扩增产物,28个引物在供试品种的DNA扩增中产生多态性,11个引物产生特异性片段,将不同品种产生的特异性片段与品种抗大豆胞囊线虫生理小种进行综合分析,表明不同品种产生的特异性片段可能与该品种抗胞囊线虫的抗性相关.     

大豆根瘤内生细菌对大豆胞囊线虫影响研究

从辽宁、吉林、山东等地采集的土样中分离获得400株大豆根瘤内生细菌,通过测定细菌菌悬液对大豆胞囊线虫胞囊孵化的影响和对二龄幼虫(J2)的毒性作用,筛选出4株对大豆胞囊线虫胞囊孵化有强烈抑制性的菌株,1株对J2有一定毒性的菌株.其中r030060、r030121、r030260、r030398对胞囊的孵化相对抑制性分别达62.20%、67.50%、67.50%、58.75%.     

抗大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3)核心种质代表性分析

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)病是大豆生产中最严重的病害,这种病害最好的防治措施就是培育抗性品种.然而,中国大多数大豆育成品种都不抗SCN3.为了有效的研究和利用中国的大豆抗胞囊线虫种质资源,将64份中国小黑豆品种(包括鉴别寄主)对现有的1、2、3、4、5、7、14号7个大豆胞囊线虫(Hererodera glycines)生理小种进行了抗性鉴定,应用SPSS统计系统软件将供试品种的抗病基因进行分类;同时调查了在田间根部感染SCN3的胞囊数量.结果表明:在相似距离为0.52时,将供试64个品种按含有抗感大豆胞囊线虫生理小种的抗性基因差异,可以划分为7大类.在田间连续5年(2003～2007)跟踪调查不同大豆根部侵染的胞囊量情况,平均胞囊量为0的有应县小黑豆等共18个品种;平均胞囊量为0.07的有哈尔滨小黑豆等共8个品种;平均胞囊量为0.13的有平顶山和茶豆;其它各品种的平均胞囊量均在0.13～6.00之间.综合上述试验结果以及各品种的农艺性状,选用等比例取样法构建了由16份种质资源组成的抗SCN3初选核心种质.抗SCN3初选核心种质的建立,为深入了解中国大豆抗性种质的遗传多样性、研究SCN3复杂抗性遗传变异规律和发掘新基因提供了合理的样本,同时将有助于加速抗病育种的进程,满足生产上的需要.     

辽宁省大豆胞囊线虫生理分化研究

2007～2008年,对采自辽宁省14个市22个县(区)的42份大豆胞囊线虫土样,应用Golden等的方法和鉴别寄主 Pickett、Peking、P188788、P190763和Lee,于2008年5-9月在室外避雨棚内进行盆栽生理小种鉴定.根据鉴定结果并结合文献资料,绘制出了辽宁省大豆胞囊线虫生理小种分布图共鉴定了14份土样、3个生理小种,即1号、3号和6号生理小种,其中6号生理小种在辽宁省首次发现.1号生理小种分布在铁岭市昌图县;3号生理小种分布在大连市庄河、盘锦市大洼县、锦州市北镇、本溪满族自治县、葫芦岛市南票区、阜新蒙古族自治县、鞍山市岫岩县、沈阳中东陵区、辽阳市刘二堡镇、丹东市凤城县和抚顺市清原县;6号生理小种分布在朝阳市喀左县和营口市盖州.伞省以3号生理小种分布最广,为优势小种.     

黑龙江省大豆胞囊线虫种群分布和卵密度研究

对采自黑龙江省35个市县112份大豆田土样,采用蔗糖梯度离心法,研究了大豆胞囊线虫种群分布和种群密度.结果表明:从黑龙江省采集的所有大豆根围土样都检测到了大豆胞囊线虫,各地胞囊线虫的种群密度不同,每100 g干土中的虫卵量差别大,100 g干土中,嫩江县的大豆胞囊线虫卵量多达30 583个,最少的是抚远县,100 g干...     

利用抗感品种混种防治大豆胞囊线虫效果的研究

在温室条件下以抗大豆胞囊线虫品种抗线4号和非抗大豆胞囊线虫品种黑农35为试材,探讨了品种混种对感病大豆生长发育的作用和抗线4号根系浸出物对黑农35生长发育的影响。结果表明,接种SCN后,大豆植株生长受抑制,其中抗线4株高减少幅度最高达到21.4%,主根长减少最高达到24.9%,侧根数减少幅度为7.8%～55.1%;黑农35清种时受大豆胞囊线虫危害,株高减少15.5%～30.8%,主根长减少17.2%～32.3%,侧根数减少最高达到71.9%。抗线和非抗线品种混种有利于大豆抵御大豆胞囊线虫的危害,促进植株的生长发育,与黑农35清种相比,品种混种作物群体的株高、植株鲜重、根鲜重和根长增加幅度分别高达16.9%、11.4%、17.9%和22.2%,与抗线4清种相比,品种混种主根长度增加最显著,达到9.3%。抗线4根系浸出物浇灌黑农35不接种SCN处理各测定指标的增幅达0.1%～8.4%,浇灌接种SCN的黑农35,各处理测定指标的增幅达9.7%～39.4%,说明抗性与非抗性品种混种后根系间相互作用可以促进非抗性品种生长发育,抵御大豆胞囊线虫的危害。     

作物轮作系统对大豆胞囊线虫二龄幼虫寄生真菌的影响

采用蔗糖梯度离心法和传统真菌鉴定技术,研究定位试验条件下长期连作、麦豆迎茬、米豆迎茬和麦米豆轮作不同轮作方式下大豆胞囊线虫二龄幼虫虫口密度和寄生真菌情况.结果表明:连作大豆田土壤中大豆胞囊线虫二龄幼虫寄生真菌只有明尼苏达被毛孢(Hirsutella minnesotensis),其它轮作方式中,寄生真菌有2种即洛斯里被...     

一种从大豆胞囊线虫中快速提取DNA的方法

由于大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)特殊的生长环境,用细菌专用DNA试剂盒提取方法提取DNA的质量不理想,而且耗时长,本文介绍了一种快速提取线虫DNA的方法。通过比较细菌专用DNA试剂盒提取法、质粒试剂盒提取法和CTAB法,发现利用质粒提取试剂盒,改良提取步骤,可以快速的提取质量较好的线虫DNA,r DNAITS区域序列扩增可有效扩增出目的基因,该方法可以直接用于线虫基因获取试验。     

大豆种质资源对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性评价

2006-2014年,应用病土盆栽方法,对来自于12个省(市)的779份大豆种质资源进行了大豆胞囊线虫3号生理小种的抗病性鉴定。鉴定材料来源于吉林省539份、黑龙江省58份、辽宁省51份、山西省16份、内蒙古17份、河北省10份、北京市42份、安徽省5份、广西壮族自治区14份、河南省17份、山东省6份、江苏省4份。从中选出19份抗病种质,占鉴定总数的2.44%,分别是FY001-3、W93155、JH229、HJ01-1900、W94128-8、YX04-6561、W7491、W201102-25、Q30、Q31、HK6、HK7、BN9、CM2008-12、JY407、Q32、Q28、Q33、BN10,按抗病种质在各省份鉴定材料中所占的比例来看,山东省大豆种质抗病比例最高,占83.33%,其次是黑龙江省占15%。这些品种(系)的农艺性状优良,可直接作为抗性亲本应用于育种。     

新育成大豆品种对SMV和SCN的抗性评价

在接种我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3及SC-7和SCN 1号生理小种的条件下,对新育成的参加2004～2007年围家及江苏、北京、山东等省市大豆区试的品种分别进行了抗性评价.结果表明:在抗SMV鉴定的334个品种中,对SC-3抗性较好(高抗和抗病)的品种数有148个,占参试品种数的44.31%;对SC-7抗性较好的有71个,占参试品种数的21.26%.同时对2个株系抗性表现较好的有55个,占参试品种数的16.47%.这些抗性较好的品种既町用于大豆生产,也可作为抗源用于抗病品种选育和与抗性相关的研究.研究还显示,来自于西北和黄淮海大豆产区的参试品种一般抗性较好.抗SCN鉴定的193个大豆品种中,未发现高抗品种,中抗品种有25个,占12.92%.汾9877.10、邯601、蒙9793-1、沧豆九号等7个品种兼抗sMV和scN 2种病害.     

我国大豆主产区大豆胞囊线虫群体分布及致病性分化研究

为了明确我国大豆主产区大豆胞囊线虫群体的发生分布及致病性分化情况,同时也为我国大豆胞囊线虫防治及抗病育种工作提供依据,本研究在全国范围内开展大豆胞囊线虫种群监测工作,对2012-2014年国家大豆产业体系的29个大豆试验站所辖150个示范县进行大豆胞囊线虫的种群密度检测,并在国际统一的鉴别寄主上进行生理小种鉴定。明确了大豆胞囊线虫在我国20个省(市/自治区)发生分布,总检出率达69.4%。并对其中11个群体进行生理小种鉴定,共鉴定出生理小种5个,即1、2、3、4和14号生理小种。其中安徽宿州、甘肃镇原、内蒙古赤峰、陕西延安和宁夏银川的鉴定此前未见报道。2012-2014年我国大豆胞囊线虫病害的发生比较严重,平均胞囊量高达99个·L~(-1),我国大豆胞囊线虫致病性分化并无明显变化,鉴定结果中1、3和4号生理小种出现频率较高,为72.7%。     

抗大豆胞囊线虫病野生大豆种质资源的初步筛选

对来自河北东部沿海地区的119份野生大豆资源进行了大豆胞囊线虫的抗性鉴定,结果表现抗病的有48份,占40.3％,表现感病的资源有71份,占59.7％.通过对供试材料的部分农艺性状与雌虫指数进行相关分析,发现单荚粒数和根瘤数与野生大豆抗胞囊线虫反应呈极显著正相关.对野生大豆资源的来源分析表明,抗大豆胞囊线虫病野生大豆资源...     

大豆抗胞囊线虫的育种及大豆品种中黄26及中黄54的选育

中国农业科学院作物科学研究所自1991年开始从事黄淮海地区大豆育种以来,将抗大豆胞囊线虫育种作为主要育种目标之一,每年均配制一定数量的抗胞囊线虫育种组合,经过筛选鉴定及育种实践,比较好的抗源是PI437654、灰皮支黑豆和五寨黑豆等,通常以大面积推广的优良品种和新育成的高产品系为母本,抗源为父本进行杂交,取得了较好结果,以单8为母本,PI437654为父本进行杂交,育成2个品种,一个是中黄26,在北京地区推广;另一个是国审品种中黄54,在西北地区推广。