灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制

以抗感大豆胞囊线虫3号生理小种品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和辽豆15为材料,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丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量的动态变化,初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制.结果表明:大豆受大豆胞囊线虫侵染后,抗病品种灰皮支黑豆根内丙二醛(MDA)、可溶性糖含量低于感病品种辽豆15,而可溶性蛋白含量高于感病品种辽豆15.     

胞囊线虫侵染抗感大豆品种后根系谷胱甘肽代谢水平差异研究

以大豆胞囊线虫3号生理小种抗性品种灰皮支黑豆(ZDD2315)和感病品种辽豆15为材料,室内人工接种大豆胞囊线虫,检测抗、感品种侵染后二龄幼虫数量变化及根内活性氧变化,利用Real-Time Quantitative PCR分析了在大豆胞囊线虫3号生理小种互作下谷胱甘肽代谢途径相关基因在抗感大豆品种根内的相对表达量变化情况。结果表明:接种后第5天,抗感品种根内幼虫的数量大致相同;第15天,在灰皮支黑豆中,根内线虫幼虫数量减少;辽豆15根内H2O2含量始终略高于灰皮支黑豆;大豆胞囊线虫侵染后,谷氨酰胺半胱氨酸连接酶基因接种后3个时期的表达均上调;而谷胱甘肽合成酶基因在感病品种和抗病品种中处理组呈现了不同的表达趋势,尤其在接种15 d,在抗病品种灰皮支黑豆中表达下调,而在感病对照中表达上调;H型谷胱甘肽合成酶基因在抗性品种灰皮支黑豆中下调,说明谷胱甘肽相关基因的减少和下调在抗病品种灰皮支黑豆对大豆胞囊线虫的抗性呈正相关,导致大豆根系的氧化性增强,从而不利于大豆胞囊线虫的定殖和发育。     

大豆肌醇加氧酶基因响应线虫胁迫的表达分析

肌醇加氧酶通常与植物细胞壁的合成以及诱导合胞体发育相关。为确定大豆胞囊线虫侵染大豆根部后,肌醇加氧酶基因表达水平的变化,以感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆、哈尔滨小黑豆和小粒黑豆为试验材料,在人工接种大豆胞囊线虫3号生理小种后,利用实时荧光定量PCR检测肌醇加氧酶家族基因表达量。结果表明,抗病品种中GmMIOX2基因均在接种后5d表达量达到最大,而感病品种变化并不明显。GmMIOX4基因在抗病品种灰皮支黑豆、哈尔滨小黑豆和小粒黑豆中表达量分别在接种后5d,20d和10d显著高于感病品种的表达量。表明GmMIOX2和GmMIOX4基因与大豆胞囊线虫发育调控相关。通过扩增Gm MIOX基因的CDS序列,构建GFP融合表达载体p CAMBIA1303-MIOX2和p CAMBIA1303-MIOX4,农杆菌浸润法注射本氏烟叶片进行亚细胞定位观察,GmMIOX2蛋白主要分布在细胞膜,GmMIOX4蛋白主要分布在细胞质和细胞膜。生物信息学分析表明,GmMIOX2和GmMIOX4蛋白结构域主要由α螺旋构成,蛋白序列进化分析发现GmMIOX2和GmMIOX4分别与拟南芥At MIOX1、At MIOX4亲缘性较近。     

抗性候选基因GmMIOX4的表达分析、克隆及过表达载体的构建

将两个不同抗性大豆品种灰皮支黑豆和辽豆15人工接种大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3),利用实时荧光定量PCR技术,对SCN3侵染后的早期和线虫完成一个整个生活史时的Gm MIOX4基因相对表达量变化进行分析。结果表明:在SCN3侵染下,辽豆15根内的Gm MIOX4基因在25 dpi时,相对表达量升高,而灰皮支黑豆根内的Gm MIOX4基因在10 dpi时被诱导表达,相对表达量达到最高值,表明该基因在此时期发挥一定作用。线虫侵入大豆根内10 d是其通过合胞体吸取寄主营养从而维持正常生长发育的时期,在10 dpi该基因被诱导表达,使其合胞体结构发生改变,从而抑制线虫发育,最终导致死亡或使灰皮支黑豆根内成虫数量减少,起到抗病效果。随后以抗性品种灰皮支黑豆根系总RNA为模板,利用RT-PCR技术获得了939 bp的Gm MIOX4基因的CDS序列,克隆得到质粒p GEM-MIOX4,再以得到的Gm MIOX4序列为材料构建过表达载体p CAM-MIOX4,为进一步研究Gm MIOX4基因功能奠定了基础。     

大豆与胞囊线虫互作中GmPR的表达研究

为探究大豆在大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)胁迫下病程相关蛋白基因(GmPR)的表达情况,以大豆(Glycine max)感病品种辽豆15和抗病品种灰皮支黑豆为材料,通过实时荧光定量PCR和亚细胞定位,检测了大豆接种大豆胞囊线虫后,六种GmPR基因的表达水平,分析这些基因在抗病品种和感病品种中的表达情况,并且构建了融合表达载体以探究GmPR2和GmPR10在亚细胞水平的分布情况。结果表明,在抗病品种中,胞囊线虫强烈诱导GmPR2(β-1,3-葡聚糖酶基因)的表达,在线虫的侵染初期和发育期大幅度上调表达,在感病品种中表达量差异不显著,表明葡聚糖酶基因可能在大豆抗胞囊线虫中起到抗性作用;GmPR3和GmPR10在线虫发育期表达量达到最高值,表明这些基因可能与大豆抗胞囊线虫发育的调控有关。通过亚细胞定位研究,GmPR2主要分布于细胞膜,GmPR10主要分布于细胞质和细胞核,与预测结果相符。大豆胞囊线虫的侵染能够不同程度地提高病程相关蛋白基因转录水平,GmPR基因的表达特点表明其在大豆抗胞囊线虫过程中起不同的作用。     

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。     

不同大豆品种根系对大豆胞囊线虫趋化性的影响

以4种不同抗性大豆品种为试材,研究了离体大豆胞囊线虫二龄幼虫对不同抗性大豆品种幼根和不同时期根系分泌物的趋化性.结果表明:在不同抗性不同苗龄大豆根系分泌物作用下,二龄幼虫在根系分泌物周围0～1 cm区间内的分布存在明显差异.感病品种辽豆10在根系分泌物周围0～1 cm区间内的平均分布率最高,达到12.21%,最高峰出现在6 d苗龄.而灰皮支黑豆等抗病品种对二龄幼虫的吸引高峰均出现在大豆出苗18 d后.研究二龄幼虫对离体幼根的趋性时发现,感病品种辽豆10的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有强烈的吸引性,而抗病品种灰皮支黑豆的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有排斥作用.     

大豆胰蛋白酶抑制剂与大豆抗大豆胞囊线虫的关系

对大豆胞囊线虫3号小种的抗病品种Hartwig和小粒黑豆,感病品种辽豆15和中黄28分别接种线虫,检测大豆根系中大豆胰蛋白酶抑制剂的表达量对大豆抗胞囊线虫的抗性.经过胰蛋白酶抑制剂活性测定结果表明,接种大豆胞囊线虫的抗感品种的大豆胰蛋白酶抑制剂(STI)表达量明显高于未接种的品种,各个品种的STI表达量也不同.说明大豆胰蛋白酶抑制剂参与抗病过程.但是各个品种的变化趋势并不相同,表明抵御线虫的抗病作用机制存在品种间差异.     

抗感大豆品种接种胞囊线虫后根部异黄酮含量变化

本文通过对2个抗胞囊线虫大豆品种(灰皮支黑豆和五寨黑豆)和2个感胞囊线虫大豆品种(中黄13和中黄35)接种胞囊线虫4号小种(SCN4)后的异黄酮含量变化分析,初步探索异黄酮在大豆对胞囊线虫抗性中的作用。结果表明,4个抗感大豆品种接种SCN4后根部异黄酮含量均诱导增加,但诱导增加程度不同,除灰皮支黑豆外,其他3个品种的异黄酮含量相比对照均显著升高。两个抗病品种的异黄酮诱导模式也不同,表明大豆对胞囊线虫的抗性可能存在多种机制,异黄酮可能参与其中的部分抗性机制。     

灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制研究

以抗、感大豆胞囊线虫4号生理小种的灰皮支黑豆和晋豆11为材料,人工接种胞囊线虫,在出苗后定期取样,测定抗、感品种接种与未接种处理根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性以及根系内丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基(O.2-)含量的动态变化,以初步明确灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的生化机制。结果表明,受大豆胞囊线虫4号生理小种侵染后,抗、感品种根系内PAL、SOD、POD、PPO酶活性均有增加,并且抗病品种根系酶活性增加相对较多,且持续时间长,而MDA和O.2-含量则在感病品种晋豆11中明显升高。在抗病品种根系中,接种前后MDA和O.2-含量变化不大。表明抗病品种比感病品种具有更强的防御能力和抗膜脂过氧化能力。     

抑制谷胱甘肽合成对大豆胞囊线虫发育的影响

为明确谷胱甘肽对大豆胞囊线虫(Heterodera glycines，SCN)发育的影响，本研究利用谷胱甘肽合成抑制剂L-丁硫氨酸-亚砜亚胺(L-Buthionine-sulfoximine，BSO)处理大豆感病品种辽豆15，观察SCN的发育；同时，利用高效液相色谱法(HPLC)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测谷胱甘肽含量和合成关键酶基因的表达。结果表明，在接种线虫14d，SCN在辽豆15根系内的发育受到了抑制，二龄幼虫(J2)比例显著高于对照53.86%，四龄幼虫(J4)比例显著低于对照10.54%；但在接种线虫28d时，J4数量与对照比无显著差异。在接种线虫14d，辽豆15根系内谷胱甘肽含量及合成关键酶基因γ-ECS、GSHS 和hGSHS的表达量均显著低于对照。BSO有效地抑制了谷胱甘肽合成途径关键酶基因的表达，降低了谷胱甘肽的生物合成产物的含量。在谷胱甘肽缺乏的条件下，大豆胞囊线虫的发育受到了一定程度的抑制。说明谷胱甘肽是参与调控SCN发育的重要因子，此研究为大豆抗线虫育种提供了一定的理论数据支持。     

抗病基因对大豆胞囊线虫3号生理小种的选择作用

为了解育成抗病品种抗性稳定性及胞囊线虫生理小种侵染力的变异,于2005～2008年,应用黑龙江省发生的大豆胞囊线虫3号生理小种及已经通过鉴定的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的品种,哈尔滨小黑豆、灰皮支等8个品种和感病对照品种Lee68为材料,进行抗病基凶对大豆胞囊线虫3号生理小种选择作用研究.在盆栽条件下,强迫大豆胞囊线虫3号生理小种的群体在抗病品种上繁殖10代,选用5个标准鉴定大豆胞囊线虫生理小种的鉴别品种,重新鉴定经抗病基因选择后的大豆胞囊线虫的生理小种类型.结果表明:原来为3号生理小种的线虫群体,经在抗病品种抗线虫1号、抗线虫2号、抗线虫3号、抗线虫4号、抗线虫5号上连续选择10代之后,变为6号小种;经在厌皮支黑豆上选择之后变为10号小种;经在Peking上选择之后变为14号小种,经在哈尔滨小黑豆上选择之后变为15号小种.上述鉴定结果说明,原大豆胞囊线虫生理种群体,经过在抗病品种上连续强迫繁殖后,形成新的生理小种,并使原扰病品种变为感染品种,认为在生产上采用轮作方式是保持抗线品种抗性稳定性的有效途径.     

不同抗性的大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体动态的影响

对不同抗性的大豆品种与大豆胞囊线虫的田间动态关系的研究。研究结果表明，不同抗性大豆品种对田间大豆胞囊线虫群体均有较大的影响。感病品种辽豆10根际中J2含量在5月24日达高峰，每100ml土壤中60.4条，而抗病品种Peking根际与休闲地中J2的变化趋势相似；胞囊量在6月6日有一高峰，为23.3个/100ml土；抗病品种PI90763、哈尔滨小黑豆、应县小黑豆、Franklin根内的J2数量在5月24日达高峰，但从J2、J3、J4整体动态变化结果来看，可初步认为辽K89102为抗侵入品种，PI90763为抗发育品种，辽豆10和开育10是高感品种。     

大豆胞囊线虫抗性基因的SSR标记研究

大豆胞囊线虫病是世界大豆产区危害最重的病害之一.本文以高抗大豆胞囊线虫3号生理小种的黑豆品种小粒黑豆为父本,以高感大豆胞囊线虫3号生理小种的品种辽豆10号为母本配制杂交组合.利用分离群体分组分析法(BSA)对辽豆10号×小粒黑豆杂交组合的F2代大豆材料的基因组DNA进行了SSR分析,供试的204对SSR引物有15对具有多态性,从中筛选到一个与大豆胞囊线虫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10×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.     

大豆胞囊线虫胁迫下GmCHS基因表达及异黄酮含量变化分析

异黄酮作为植保素,在生物因素、非生物因素的胁迫下,都发挥着重要抗逆作用,而查尔酮合成酶(CHS)是异黄酮形成途径中的关键位点,为研究GmCHS在大豆胞囊线虫胁迫下的响应表达,以便进一步揭示大豆抗大豆胞囊线虫的分子机理,本研究选取抗病品种灰皮支黑豆和感病品种Williams 82,在大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫后的不同时...     

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.     

利用RAPD技术寻找大豆抗孢囊线虫4号小种标记初报

以高抗大豆孢囊线虫４号生理小种的２个大豆品系１２５９系（黄色）和１２５９系（双色）及其抗感亲本灰皮支黑豆和晋遗９号，以及另外两个高抗品种ＰＩ４３７６５４和元钵黑豆，两个高感品种鲁豆１号和鲁豆７号为试验材料，进行大豆抗孢囊线虫的ＰＡＰＤ分析。     

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...     

大豆疫霉菌侵染对大豆木质素含量及合成关键基因表达的影响

为探究大豆木质素含量及合成关键基因在与大豆疫霉菌互作过程中的变化趋势及相关性,利用大豆疫霉菌株P6497接种大豆品种Williams,分别于6,8,10和15 d分析了根部组织木质素含量及合成相关基因的表达。结果表明:根组织中木质素含量在疫霉菌侵染过程中积累速度显著增加;对木质素合成过程中9个合成关键基因表达模式分析表明,PAL、C4H和F5H表达水平在所选4个时间点均显著高于未接种对照;CCo AOMT在接种后第8,10和15天3个时间点的表达水平显著高于对照;4CL的表达在接种后第10和15天时比对照上调超过100倍;CAD和CCR表达水平分别在接种后8和10 d与对照存在显著差异;C3H和COMT的表达量在处理组和对照组中差异不显著。在接种样品中,C4H、4CL和CCR基因表达与木质素含量变化模式呈显著正相关。以上结果表明:大豆根部木质素积累受疫霉侵染诱导,暗示木质素参与大豆与疫霉互作过程,同时根据试验结果推测C4H、4CL和CCR是诱导木质素含量提高的关键基因。     

大豆接种SCN3后根部酚类化合物含量动态分析

以对孢囊线虫具有明显不同抗性的野生、半野生及栽培大豆为试材,采用盆栽试验,测定各材料在接种SCN3后根部绿原酸和类黄酮的含量变化,以揭示其与大豆抗性的关系.结果表明,大豆接种SCN3后抗病品种根部绿原酸含量增加,并高于同期的感病品种;抗病品种根部类黄酮的含量亦增加,而感病品种则减少.大豆接种SCN3后根部绿原酸、类黄酮的含量均可作为鉴定SCN3抗性的生化指标,鉴定的最佳时期为大豆出苗后25～30d.