大豆花叶病毒病转基因抗性研究进展

大豆是世界上重要的豆类作物,是人类植物性蛋白和食用油的主要来源.大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)是大豆重要的病原物之一,广泛分布于世界各大豆产区,严重影响大豆的产量和品质.目前尚无有效的化学药剂可以防治大豆花叶病毒病,培育抗病品种是最经济、安全、有效的途径.然而,传统的抗病育种周期漫长,...     

大豆花叶病毒病抗性基因发掘及分子育种研究进展及展望

大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病作为一种全球性病害,严重制约着大豆的高产稳产和品质。通过发掘和利用优异SMV抗性基因资源,提高抗病品种选择效率,是控制SMV危害的有效途径。然而目前国内外对SMV特性、株系划分、抗性鉴定、遗传特性及抗性基因发掘等多见于研究性报道,对相关研究现状、热点问题及其进展缺乏系统的探讨分析和梳理。本文结合国内外大豆SMV最新研究进展,从SMV的特征、株系划分及危害、抗性基因的定位及其种质资源鉴定、分子标记辅助育种方面,对该领域研究现状、最新研究进展与动态以及存在的问题进行梳理和分析,并对支撑大豆分子标记辅助育种的种质资源基因型信息数据平台构建等热点问题进行系统阐述,以期为推动大豆分子育种进程及其创新体系建设提供信息支持和参考依据。     

大豆花叶病毒病抗性基因发掘及分子育种研究进展及展望

大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病作为一种全球性病害,严重制约着大豆的高产稳产和品质。通过发掘和利用优异SMV抗性基因资源,提高抗病品种选择效率,是控制SMV危害的有效途径。然而目前国内外对SMV特性、株系划分、抗性鉴定、遗传特性及抗性基因发掘等多见于研究性报道,对相关研究现状、热点问题及其进展缺乏系统的探讨分析和梳理。本文结合国内外大豆SMV最新研究进展,从SMV的特征、株系划分及危害、抗性基因的定位及其种质资源鉴定、分子标记辅助育种方面,对该领域研究现状、最新研究进展与动态以及存在的问题进行梳理和分析,并对支撑大豆分子标记辅助育种的种质资源基因型信息数据平台构建等热点问题进行系统阐述,以期为推动大豆分子育种进程及其创新体系建设提供信息支持和参考依据。     

我国大豆花叶病毒病的研究进展

大豆花叶病毒病在我国已有５０多年的研究历史。近２０年来，我国在株系的种类及分布、抗源筛选、流行学、抗生遗传、抗病育种等方面进行了较为深入的研究。     

大豆花叶病毒病的抗性研究进展

近几年来大豆对大豆花叶病毒病的抗性研究侧重于三个方面:1.筛选抗性基因并应用于抗性遗传与育种研究;2.研究不同抗源的抗性基因的遗传模式及其关系;3.通过SMV的外壳蛋白基因序列分析来鉴定株系及病毒蛋白酶的作用。     

大豆花叶病毒及抗性遗传的研究进展

大豆花叶病毒病是大豆主要病害之一,国内外还没有统一的SMV株系划分体系,各地分别采用一套不同的鉴别品种对当地SMV进行株系划分。美国已鉴定并命名了对SMV4个不同位点的抗性基因Rsv1-Rsv4,多数研究认为,大豆对SMV不同株系的抗侵染分别由1对显性基因控制。据报道,分别对6个株系的抗性基因Ra、Rsc7、Rsc8、Rsc9、Rn1、Rn3相互连锁,位于N8-（D1b＋W）连锁群上;大豆对SMV的抗病、坏死以及花叶三类症状由一组复等位基因控制;大豆不仅存在时SMV的抗侵染,而且存在抗扩展,抗扩展由一对加性主基因和加性-显性多基因共同控制;国内利用杂交或回交方法,培育出齐黄22、汾豆60等一批抗病品种。     

大豆对SMV1株系抗性基因的分子标记研究

大豆花叶病毒病是世界大豆产区危害较重的主要病害,本实验高抗SMV1株系黑农39为母本,高感SMV1株系品种合丰25为父本配置杂交组合,对F1、F2代接种SMV1进行田间抗性鉴定和抗病性遗传学分析,通过接种鉴定亲本F1、F2并代的抗性表现,证明,对SMV1号株系的抗性是由一对显性基因决定的.利用RAPD技术在抗感池间寻找多态性标记,通过筛选引物,获得重复性最好的随机引物OPN11.并采用BSA法在黑农39和抗病池扩增出OPN1400片段,在合丰25和感病池扩增出OPN1300片段,在F1同时扩增出OPN11400和OPN1300.用该引物分析黑农39×合丰25的F2扩增个体,共显性的RAPD标记OPN1400/1300与黑农39抗病基因的遗传距离为8.2cM.     

大豆花叶病毒病N1株系抗性基因定位分析

对大豆花叶病毒病N1株系不同抗性材料东农93046(抗)与品1246(感)所衍生的F8∶9代群体进行成株抗性鉴定,同时利用分子标记对其抗性基因进行确认并获得用于分子辅助选择的分子标记。结果表明:F8∶9代抗病家系数与感病家系数基本符合1∶1的比例,说明东农93-046对N1株系的成株抗性表现为质量性状,其抗性受一对等位基因控制。同时,根据前人研究结果利用76个SSR分子标记对父母本进行筛选,构建了一个包括13个SSR分子标记的F连锁群的遗传连锁图谱,并且单标记分析法和复合区间分析法的结果均表明东农93-046抗性基因位点位于SSR分子标记Satt114附近,对后代群体中抗病和感病株系各60份进行分子标记准确性评价,结果表明Satt114选择准确率可达80.00%,这为分子标记辅助选择奠定了良好的基础。     

大豆种质资源对SMV3号株系的抗性鉴定

本研究对３４８份大豆种质资源,包括“七五”、“八五”鉴定出的抗源,各地推广品种及国外引进品种,人工汁液摩擦法接种ＳＭＶ３号株系进行抗性鉴定。鉴定结果表明,１１３份资源表现为高抗ＳＭＶ３,占３２．４７％,１１３份表现为中抗,占３２．４７％,１２２份感病,占３５．０６％。抗源主要来自于东北春作大豆区和黄淮海夏作大豆区,本实验南方大豆产区资源抗性较弱。高抗资源主要来源于辽宁、山东、山西、北京以及美国和韩国。不同品种接种后的症状类型不同,表明症状反应是品种与株系互作的结果。国外引进资源接种后顶枯症状较多,表明症状反应和品种的地理来源有一定关系。本文还分析了美国一些抗源对ＳＭＶ３的抗性反应及抗性基因的关系。     

大豆花叶病毒病种粒斑驳抗性基因定位

大豆种粒斑驳严重影响大豆商品性,选育抗病品种可有效控制大豆种粒斑驳。利用抗源东农93-046与品1246所衍生的F_(8∶9)代群体,对其进行种粒斑驳鉴定,同时利用分子标记对其抗性基因进行初步分析,结果表明:以斑驳率5%为界限划分抗感株系,F_(8∶9)代抗病株系数与感病株系数基本符合1∶1的比例,这表明东农93-046的种粒斑驳抗性受一对等位基因控制。根据前人构建的一个包括13个分子标记F连锁群的遗传连锁图谱,结合单标记和复合区间作图法将东农93-046抗性基因位点定位于SSR分子标记Satt114附近。     

中国大豆花叶病抗源和抗性鉴别寄主的鉴定与评价

收集大豆抗大豆花叶病(SMV)抗源和鉴别寄主40份,通过接种Cho和Goodman划分的抗大豆花叶病毒株系SMV G1-G7,了解这些材料对该株系的抗性反应.同时比较了其中部分材料对中国学者划分的SMV Sc1-Sc17株系的抗性反应.结果感病材料无论对SMV G1-G7株系,还是SMV Sc1-Sc17株系均表现感病;但是,齐黄1、科丰1、早18和8101等对SMV G1-G7株系均表现抗病的材料,对SMV Sc1-Sc17株系却表现出部分抗病;而另外一些材料,如:诱变30、徐豆1、文丰5、铁6915、齐黄10和Harosoy等对SMV G1-G7株系的抗性反应却与北美的鉴别寄主相同.结果表明:无论是对 SMV G1-G7株系,还是对SMV Sc1-Sc17株系,抗病材料的抗性遗传基础是相似的;中国一些大豆花叶病毒株系的致病力强于国外的株系.因此,结合国外的SMV株系鉴定系统,创建一套统一的SMV株系鉴定系统是可行的.     

大豆对大豆花叶病毒SC-11株系抗性的遗传及基因定位

大豆花叶病毒病(soybean mosaic virus,SMV)是世界性大豆病害,严重危害大豆的产量和质量.SC-11为我国黄淮夏大豆区以及北方春大豆区SMV主要流行株系.研究大豆品种对SC-11的抗性遗传方式,不同大豆材料对SC-11抗性位点的等位性关系,并对抗性基因进行了SSR标记定位.结果表明:齐黄1号对SC-11的抗性由一对显性基因(RSC-11)控制;齐黄1号、齐黄22,广吉和早熟18对SC-11的抗病基因是等位的或紧密连锁的;经分离群体组群分析法研究发现,齐黄1号抗SC-11的位点RSC-11位于F连锁群,与SSR标记Saull4、Satt334、Sat_234和Sct_033紧密连锁,距离分别为11.1 cM、8.9 cM、4.6 cM和4.7 cM;选取F连锁群上亲本间有多态的18对引物构建了F连锁群的遗传图谱,全长254.8cM,标记间平均距离为13.41cM.研究结果为大豆抗病育种以及抗性基因的精细定位和图位克隆奠定了基础.     

大豆新品系抗SMV鉴定及其抗性来源分析

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是危害我国大豆生产的主要病害之一。利用黄淮大豆产区的SMV优势株系SC3和SC7对选育的394份大豆高世代新品系进行抗病性评价并分析其抗性来源。结果表明:对SC3株系表现高抗的品系有120份,占试验品系总数的30.46%;高抗SC7株系的品系有80份,占20.30%;对SC3和SC7株系都表现高抗的品系有64份,占鉴定品系数的16.24%。如大豆新品系H20443、H21660、H22501、Y50574和Y52933等通过审定后用于大田的生产将对SMV的流行起到控制作用。对选育的大豆新品系进行抗性来源分析可以发现,RT(抗病型)×RT组合获得抗病型后代品系的概率最高,其后依次为RT×IT(中间型)RT×ST(感病型)IT×RTIT×ITST×RTST×IT,后代品系出现抗病型概率最低的组合是ST×ST。这些结果可为大豆新品系的选育和抗病育种亲本的组配提供参考依据。     

大豆花叶病毒侵染性克隆研究进展

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)是一种株系复杂且不断变化、并对大豆的产量和质量造成恶劣影响的病毒,其严重的致病性受到学者的普遍关注。大豆花叶病毒侵染性克隆技术是研究其致病机理的行之有效的手段。该技术通过病毒侵染获得侵染性cDNA克隆,进一步分析引起症状的相应基因在植株生长过程中的作用机制,由此为SMV相关领域的研究奠定理论基础。本文就大豆花叶病毒侵染性克隆的构建策略和影响因素,以及其应用状况作一综述,以期为大豆花叶病毒的防治提供新的借鉴和思路。     

2009-2015年安徽省大豆试验新品系对SMV和SCN的抗性评价

利用黄淮地区广范分布的优势大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)株系SC3、SC7和大豆胞囊线虫1号生理小种,分别对2009-2015年安徽省大豆区试和预试参试品种(系)523份(次)进行抗病性评价.结果显示:对SC3表现抗病(高抗、抗病和中抗)的材料有262份,占参试材料总数的50.1％;抗SC7的材料有274份,占52.4％;同时对SC3和SC7表现高抗的材料仅有HD21116.同时发现参加安徽省区试预试的大豆新品种(系)在不同年份间对SMV的病情指数存在显著差异.对SCN的抗性结果显示,远育8号、阜09-242和SK8-3-3等8份表现中抗,占鉴定总数的1.8％,表现中感的有43份,占9.9％,有383份材料表现高感,占鉴定总数的比率高达88.3％,说明多数大豆品种(系)对SCN的综合抗性较差.对鉴定结果的综合分析发现,只有1份新品系同时对SMV和SCN表现中抗,为SK8-3-3.     

160份广西春大豆种质对大豆花叶病毒株系SC15和SC18的抗性评价

广西是大豆花叶病发生较为严重的地区,大豆花叶病毒株系SC15及SC18株系是广西区内主要流行株系。为了调查广西本地大豆种质对这两个流行株系的抗性,采用人工接种的方法对160份广西本地春大豆种质进行抗性鉴定。结果显示:桂下湾灰地豆、小青豆(桂平)、小青豆-1(上思)、横县黑豆-1、横县黑豆-2、横县黑豆-3、那坡黑眼豆、隆林蛇场本地豆8份种质对SC15株系高抗,占所鉴定材料总数的5%;石塘五月黄、灌阳黄豆、凤山早黄豆、三石六月黄、两造黄豆、横县黑豆-1、田黑豆7份春大豆种质对SC18株系表现抗浸染,占所鉴定材料总数的4.37%。所鉴定的广西春大豆种质中,抗SC15株系的抗病种质抗性级别低,没有对SC15株系完全免疫的大豆种质;而抗SC18株系的大豆种质抗性级别比SC15株系高,其中有7份春大豆种质对SC18株系免疫。从抗性鉴定结果看,SC18株系对广西春大豆的致病力比SC15株系弱。因此SC15株系对大豆生产的危害更为严重,是更为值得重视的一个强毒株系。本研究筛选出的抗SMV春大豆种质可作为抗源材料用于大豆抗病育种及抗性相关的研究。     

大豆抗花叶病毒材料初步筛选及评价

采用田间自然发病鉴定方法对来自南方8个省的340份大豆地方品种及育成品种(系)进行了大豆花叶病毒病(SMV)抗性初步鉴定筛选。结果表明:在340份大豆资源中,免疫材料21份,抗病材料159份,中间型材料100份,感病材料44份,高感材料16份,分别占供试材料的6.18%、46.76%、29.41%、12.94%和4.71%。免疫型材料主要来自湖南、江西和广东。选出小区产量高且对SMV免疫的育成品种(系)1份:粤夏124,地方品种4份:ZDD06803、ZDD14319、ZDD06529、ZDD14389,这些材料可以作为广西SMV抗性育种的备选材料。     

大豆对大豆花叶病毒SC18株系的抗性遗传和基因定位

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是我国大豆生产上的一种主要病毒病害,SMV株系SC18是我国东北和南方两大产区的优势株系,在黄淮大豆产区亦零星发生。本研究对5个抗×感杂交组合衍生后代分离群体接种SC18后,发现各组合F_1均抗病,F_2表现3∶1(抗∶感)分离比,F_(2∶3)表现1∶2∶1(抗∶分离∶感)的分离比,表明5个抗病亲本(中作00-683、滨豆95-20、东大2号、中品661和RN-9)对SC18的抗性由一对显性基因控制。抗×抗杂交组合"中作00-683×东大2号"衍生后代分离群体接种SC18,F_2出现15∶1(抗∶感)的分离比,表明中作00-683与东大2号可能各携带一对显性基因,控制对SC18的抗性,且独立遗传;抗×抗杂交组合"中作00-683×滨豆95-20"的F_1、F_2和F_(2∶3)在接种SC18后均未检测出感病株,表明中作00-683与滨豆95-20所携带的对SC18的抗性基因是等位的。利用RN-9×7605重组自交家系将RN-9对SC18的抗病基因Rsc18定位到大豆6号染色体(C2连锁群)SSR标记Satt286和Satt277之间,遗传距离为6.12和4.69 cM。     

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.