我国玉米南方锈病的抗病育种进展和防治策略

玉米南方锈病作为目前较为流行的气传性叶部病害,近几年来在我国玉米主产区不断蔓延。玉米南方锈病主要危害玉米叶片、叶鞘,在后期影响玉米灌浆,对玉米生产构成严重威胁。培育并推广抗南方锈病的玉米品种,利用多种方法综合防治仍是抑制南方锈病蔓延和爆发的主要手段。阐述了我国玉米品种对南方锈病的抗性水平,进一步分析了国内外抗南方锈病的种质资源,探究了抗病基因的挖掘和功能基因的应用,最后提出了抗病育种、加强病害的监测和预警、适期进行化学防控、加强菌源小种的鉴定等综合防治策略,以期为我国南方锈病的防治提供参考。     

玉米大斑病抗性机制及抗病育种研究进展

玉米大斑病是危害玉米叶部的主要病害之一,在世界玉米种植区域普遍发生.玉米对大斑病的抗性可分为质量性状和数量性状,前者包括9个显性基因(Ht1,Ht2,Ht3,Htm,HtP,HtNB,Htn1,NNc和St)和2个隐性基因(ht4和rt),后者包括许多数量抗性基因,遍布10条染色体.本研究从病原菌特征及发病影响因素、抗病种质资源筛选、抗性机制、抗性遗传、抗性基因挖掘与定位的角度阐述玉米抗大斑病的研究进展,旨在为玉米大斑病的抗病分子机制及分子辅助育种提供借鉴.     

黑龙江省玉米主要病害发生原因分析及抗病育种对策

通过对黑龙江省玉米主要病害发生现状及发生原因的分析,认为生产上应用的杂交种遗传基础狭窄、品种单一化,抗病育种目标单一、缺少多抗性品种,耕作栽培制度以及气候条件的改变,是导致病害发生的主要原因.在此基础上,初步提出了玉米抗病育种策略,即坚持以培育兼抗、多抗玉米品种为目标,加强玉米种质的基础性研究;通过多种途径丰富玉米抗病种质资源;同时注重玉米种质资源的抗性鉴定工作.     

分子标记辅助选择聚合Xa23、Stvb-i、Pi-13种抗病基因的研究

为了选育抗多种病害的水稻新品种,保证水稻的稳产高产,利用分子标记辅助选择技术,对378份通过常规育种技术与花药培养相结合培育的聚合Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因的花培后代进行试验研究。结果表明:分子标记辅助选择可快速实现Xa23、Pi-1与Stvb-i抗3种病害基因的聚合,经PCR检测与抗病鉴定,培育出10份抗性遗传稳定、表达高效的粳稻新种质资源。在利用分子标记辅助选择基因型的同时,仍然需要与传统的人工抗病鉴定的表现型结果相结合,才能保证选择的准确率高。     

玉米粗缩病抗病基因定位和抗病育种研究进展

玉米粗缩病是由病毒引起的一种世界性的玉米病害,对中国玉米产区尤其是黄淮海产区造成了不同程度的产量损失。研究表明,选育抗病品种是减轻粗缩病危害的最经济有效的方式。本综述对玉米粗缩病病原、症状、鉴定方法、抗病性评价、抗病QTL定位、抗病候选基因鉴定、致病机理、抗病种质资源筛选和抗病育种等方面的研究进展进行了阐述,并展望了玉米抗粗缩病分子育种的研究方向。     

玉米矮花叶病研究进展

玉米矮花叶病是玉米的一种重要病毒病害,病原为玉米矮花叶病毒MDMV和甘蔗花叶病毒SCMV,培育抗病品种是主要的防治途径。研究表明,玉米种质对矮花叶病的抗性,多数表现为主基因控制的质量-数量性状抗性,抗病基因表现为显性或者部分显性作用,基因间的作用以加性效应为主,杂种一代抗性趋于抗性亲本。控制SCMV的主效抗病基因有3个,分别位于第三染色体和第六染色体上,可以利用回交转育程序构建玉米矮花叶病抗病基因单位点分离群体,使复杂的多基因位点数量性状分析变为简单的单基因位点的分析,进行基因的精细定位,或者通过抗病基因的聚合杂交选育抗病自交系,进而组配高抗杂交种。     

广东省甜玉米常见病害的发生及抗病育种对策

通过对广东省甜玉米主要病害的发生及原因的分析,认为广东省主推甜玉米品种容易受气候条件变化、人为因素和耕作方式的变化、主推品种遗传基础狭窄等因素的影响而发生病害。结合现代人健康饮食的理念,初步探讨了甜玉米抗病育种对策:扩大甜玉米种质,加大野生近缘种抗病基因的研究与利用,加大种质资源的抗性鉴定。     

玉米粗缩病抗病育种研究进展

玉米粗缩病是一种世界性的病毒性病害,对我国玉米生产构成严重威胁.本研究从玉米粗缩病的病原、寄主、传毒方式、发病症状、抗性鉴定方法、严重度分级标准、抗病种质鉴定与发掘、抗性遗传及抗病QTL定位、抗病育种等方面对国内外玉米抗粗缩病研究进行了综述,分析了存在的问题并对玉米粗缩病抗病育种研究方向进行了展望.     

主要麻类作物基因组学与遗传改良:现状与展望

随着测序技术的发展,主要麻类作物(黄麻、红麻、苎麻、亚麻和工业大麻)参考基因组从2011年至2020年陆续完成测序,这标志着麻类作物科学已经进入基因组时代。文章首先详细概述主要麻类作物基因组测序。其次,评述了基于基因组学的麻类作物重要应用价值基因挖掘。基于参考基因组和转录组测序,大量关于纤维发育、响应非生物胁迫的候选基因被挖掘,以促进麻类作物纤维的物种特性和“不与粮食争好地”的逆境农业。同时不同麻类作物特异性状候选基因陆续被报道,如红麻雄性不育、亚麻种子含油量和大麻大麻素相关候选基因等。再次,麻类作物基因组测序完成为基于组学的麻类作物遗传改良提供可能:有助于麻类作物种质资源形成和演化机制研究,系统解析纤维产量、纤维品质、抗病耐逆等农艺性状形成的分子基础;有助于建立高通量基因型-表型数据库,挖掘优异基因资源与创制新种质;有助于创新并集成分子标记辅助选择、基因组选择、转基因等技术,建立高效的快速育种技术体系。宜选育高产高效、抗逆抗病、适宜轻简化机械化、优质专用的多用途麻类作物新品种,以满足麻类作物相关产业的市场需求,适应麻类作物生产方式。尽管已经获得重要基因以及位点的信息,但如何高效率利用已有基因资源对麻类作物进行遗传改良仍需面临一系列挑战,如成熟稳定的遗传转化体系、麻类作物基因编辑体系构建及基因组选择育种等。     

2014年度国家科学技术奖种业获奖项目

水稻籼粳杂种优势利用相关基因挖掘与新品种培育(国家技术发明奖二等奖)油菜高含油量聚合育种技术及应用(国家技术发明奖二等奖)优质强筋高产小麦新品种郑麦366的选育及应用(国家科学技术进步奖二等奖)西瓜优异抗病种质创制与京欣系列新品种选育及推广(国家科学技术进步奖二等奖)小麦种质资源中重要育种目标性状的评价与创新利用(国家科学技术进步奖二等奖)     

玉米抗病基因一致性图谱的构建

发掘和精细定位玉米抗病基因是构建玉米抗病分子育种技术体系的重要基础。利用生物信息学手段,整理文献和玉米基因组数据库中已有的抗病基因定位的信息,借助高密度玉米分子标记连锁图谱IBM2 2005 neighbors,通过染色体映射的方法,绘制了玉米抗病基因的一致性图谱。结果显示,在试验涉及到的14种主要玉米病害的78个抗病主基因或QTL之中,抗病基因在各条染色体上呈不均匀分布,第3、第6、第10染色体上的主效抗病基因较多,第5和第7染色体上的抗病基因较少,且抗病基因呈簇集分布。研究结果为进一步发掘和鉴定玉米抗病基因和建立玉米抗病分子标记辅助育种技术体系奠定了基础。     

番茄抗叶霉病基因及分子育种的研究进展

叶霉病是危害保护地番茄生产的重要病害之一,是一种世界性的病害,能导致番茄产量下降,影响番茄生产的经济效益。防治该病的主要措施是培育抗病品种。抗病基因是抗病分子生物学和抗病育种的基础。随着生物技术的发展,已有多个抗性基因被鉴定和克隆出来,有的已经被利用在分子育种上,这为生产上有效控制番茄叶霉病病害提供了一条新途径。为了更好的控制病害,本文综述了叶霉菌生理小种的分化、克隆基因的结构和功能、抗性基因的遗传及抗叶霉病的分子机制,讨论了抗性基因的应用和基因工程的展望。     

陆地棉抗黄萎病种质创新与抗病基因挖掘

抗病种质在抗病育种中的地位不可替代。远缘杂交材料创新是陆地棉黄萎病抗性种质创制的重要基础;基因工程提供了创造变异的新技术,但由于抗病机制复杂,导入一、两个主基因的效果还不明显;采用分子生物学技术揭示棉花对黄萎病的抗性机制,发掘棉花抗病基因和病程相关基因,有助于剖析棉花-黄萎病菌互作机制。本文概述了陆地棉抗黄萎病种质创制、抗病品种选育的成就,介绍了棉花黄萎病抗性机理与功能基因发掘等方面的最新进展,为抗病分子设计育种提供理论支持。     

优质高产抗病性状近等基因导入系的构建

本文报道参与全球分子育种计划的部分工作,用华南广东双季稻生态区的重要核心种质丰矮占1号、粤香占构建华南急需的优质抗病近等基因系的相关研究。华南地区尤其广东由于经济比较发达,人们很早就注重优质水稻品种的培育,但华南区高温高湿的生态条件,病害发生比较严重,因此,利用世界各地的广泛资源为供体,以当地重要的核心材料为受体,构建优质抗性的近等基因导入系,对水稻育种和相关应用基础研究十分必要。     

利用ZmPR1a基因表达量快速筛选玉米抗纹枯病品种资源

玉米纹枯病是玉米上的主要病害之一,种植抗性品种是最有效和最安全的纹枯病防治方法.为缩短抗纹枯病玉米品种的选育周期,本研究通过比较受侵染后抗病相关基因的表达差异,开发了一种玉米品种资源抗纹枯病快速鉴定的技术,可在2～3周内完成玉米抗纹枯病品种的鉴定.相对荧光定量PCR (RT-qPCR)结合田间抗性鉴定结果表明,抗性品种在接种后24 h内抗病相关基因ZmPR1a上调4倍以上,但易感品种未表现出相应趋势.通过比较玉米品种与对照品种接种后ZmPR1a的表达情况,可以快速鉴定玉米种质资源对纹枯病的抗性,有利于加快抗病育种.本研究还为玉米抗纹枯病机制研究提供了参考.     

外来玉米种质的抗病、抗逆性选育

摘要：针对我国玉米种质遗传基础狭窄,缺少优良抗性种质资源的问题,利用外引温热带玉米种质改良国内种质的方法,即鉴定并发掘外引玉米种质的优良抗病、抗逆基因,通过与国内骨干系杂交或组建抗病、抗逆群体后,鉴别筛选出含抗病、抗逆基因的材料回交纯合,最终选育出新的自交系用于我国杂交种的培育,从而提高国内玉米的抗病性和抗逆性,并利用外来种质的优良抗逆基因选育出特早熟玉米新品种植9831。     

花药培养快速培育聚合抗3种水稻病害基因的新种质研究

为培育抗水稻白叶枯病、稻瘟病、条纹叶枯病3种病害的品种,保证水稻的稳产高产,利用花药培养与常规育种技术、分子标记辅助选择技术相结合,进行聚合抗3种病害的新种质研究。结果表明,用含有抗白叶枯病Xa23基因的BG152和含有抗稻瘟病Pi-1基因的R118分别与含抗条纹叶枯病Stvb-i基因的花育409进行有性杂交,共获得聚合双抗抗病基因的F0种子分别为180,105粒;鉴别真杂种后彼此再杂交,获得复交F0种子1 398粒。利用分子标记辅助选择技术,筛选出聚合抗3种病基因的杂合型单株52株,从中选择田间无病害的进行花药培养,经H0自然加倍,获得双倍体花培植株378株。经PCR检测,筛选出聚合3种抗病基因的花培H1株系14个;对其H2植株进行重复PCR与抗病鉴定,获得聚合3种抗病基因的花培材料所含的抗病基因能稳定遗传,抗病性鉴定有10份均表现为抗(R),且高效表达抗病。最后对水稻花药培养中存在的问题进行了分析,并提出了相应防治措施。     

小麦外源抗条锈病基因及染色体定位研究进展

小麦条锈病(Wheat stripe rust or yellow rust)是小麦生产中重要流行病害之一。挖掘抗病基因,培育抗病品种是防治该病害最有效的措施。中国小麦条锈菌抗源单一,且具高度变异性,抗病品种极易丧失抗性。不断挖掘,筛选新的抗条锈病基因,对中国小麦抗病育种工作极为重要。小麦抗条锈病基因主要来源于普通小麦和小麦近缘属植物,而小麦近缘属植物蕴含丰富的抗病基因。本综述主要对目前已正式命名的,暂命名的外源抗条锈病基因进行总结,并对其染色体具体位置分布进行归纳,对优异抗病资源利用进行简要分析和展望,以期在育种工作中进一步高效利用外源抗条锈病基因。     

玉米种质沈137抗病性及其利用潜力分析

在P群玉米种质沈137抗病鉴定结果的基础上,系统评价了沈137高抗弯孢叶斑病、灰斑病,兼抗大斑病、小斑病、南方锈病、穗腐病、茎腐病、丝黑穗病和矮花叶病等9种病害的抗病性及其抗病基因丰富而稳定的遗传特性。沈137是国内骨干自交系中抗病种类最多的自交系之一。充分利用沈137这类多抗资源及深入挖掘其应用潜力将成为应对玉米病害突发所带来生产隐患的重要途径。     

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。