大豆胞囊线虫病3号生理小种的抗性候选基因GmRSCN3-2的初步鉴定

大豆胞囊线虫病3号生理小种(SCN3)是我国东北大豆产区的优势生理小种、危害较为严重,目前我国大豆生产上缺少抗病品种;然而常规育种方法培育抗性品种存在准确性差、遗传进程慢的缺点,因此分子辅助育种已成为培育抗性品种的有效途径之一。本研究根据前人的研究结果以抗大豆胞囊线虫病种质东农L-10为试验材料,克隆了抗病候选基因GmRSCN3-2的全长序列并构建了植物表达载体pCXSN-HA/GmRSCN3-2,进而利用发根农杆菌转化大豆材料来验证该候选基因的抗病性。结果表明:候选基因GmRSCN3-2在转基因植株阳性根内的平均雌虫数与空白对照植株根内的平均雌虫数存在显著差异,即GmRSCN3-2对大豆胞囊线虫病具有明显的抗性。     

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.     

2015—2022年黑龙江省大豆产区大豆胞囊线虫病调查

大豆胞囊线虫病严重制约着黑龙江省大豆产量和品质的提升。为了解黑龙江省大豆胞囊线虫病的分布及发生情况,2015—2022年对黑龙江省大豆种植区进行大范围取样调查。结果显示,大豆胞囊线虫在全省普遍发生。2015—2018年,除2015年在大庆、安达、泰康县和林甸县采集的土样中未检测到胞囊外,其余样品均检出胞囊;每100 g干土中胞囊数随年份的增加而增多,胞囊平均数呈正增长,但孙吴县、依安县及大庆市采样点2017年样品中的胞囊数量和平均增长率相对于2016年略有下降;2015—2016年和2016—2017年胞囊检出率差值结果显示,10个市县的胞囊检出率差值减小,表明土壤中胞囊数量趋于饱和。2019—2022年所有取样地区均检测到SCN,12个市县连续4年的胞囊检出率达到100%;每100 g干土平均胞囊介于3.2～38.7个,相比于2015—2018年略低,富锦市、泰来县和绥滨县4年间测定的胞囊数均小于10个,哈尔滨市和双城市监测的4年中,各年样品平均胞囊数均超过20个。利用Riggs模式鉴定生理小种,结果显示,2015—2018年测定的18个市县优势生理小种以3号为主,此外,在依安县和大...     

大豆对胞囊线虫抗性遗传与分子标记研究进展

大豆胞囊线虫是一种世界性的病害.已经证明大豆对胞囊线虫的抗性受多个基因控制.但由于抗性鉴定工作量大、易受环境因素影响以及大豆胞囊线虫群体本身的异质性,各个研究者的结果差异很大,具有抗源和组合特异性.Riggs等建立的生理小种鉴定模式虽被广泛采用,但鉴别寄主中抗性基因的重叠引起研究者的争议.分子标记结合经典遗传试验定位了2个抗性基因位点rbg1和Rhg4,rhg1在抗性遗传中贡献较大且具有非小种专化抗性,对抗病育种和基因克隆有重要意义,在G连锁群上许多与rhg1紧密连锁的分子标记已经找到,并证明在抗性鉴定中有很大的利用价值.Rhg4位于A连锁群上,距离i位点0.35 cM,与1、3号小种抗性有关.     

大豆抗胞囊线虫病潜在基因Meta-QTL和Overview分析

为整合分析在不同遗传遗传群体中研究发现的数百个大豆胞囊线虫病抗性QTL,进一步挖掘大豆抗胞囊线虫病潜在基因,采用BioMercator 4.2软件将遗传背景和来源不同的QTL整合到大豆公共遗传图谱上,通过元分析法获取一致性QTL,并进行Overview分析。通过QTL元分析得到12个抗性候选QTL区段,主要分布在8、15、16、18和20号染色体上;通过Overview分析方法获得19个QTL,分别位于3、6、8、11、12、15、16、18和20号染色体上。2种方法挖掘到5个重叠QTL,共包含13个SCN抗性候选基因,6个LRR类型、2个LRR-TM类型和5个TIR-NBS-LRR类型抗性基因。QTL元分析和Overview分析方法可为抗大豆胞囊线虫病基因精细定位提供更确切的位点信息,进而为抗胞囊线虫病大豆分子辅助育种提供可靠的基因资源。     

基因拷贝数变异分析法研究大豆胞囊线虫病抗性位点qSCN3-3抗性相关基因

基因拷贝数变异(CNVs)是引起大豆品种对胞囊线虫抗性差异的因素之一,以抗大豆胞囊线虫病种质东农L~(-1)0以及感病种质黑农37、绥农10和绥农14为试验材料,利用实时荧光定量PCR法对大豆胞囊线虫抗性QTL位点qscn3-3内27个编码基因进行拷贝数变异分析,F测验表明15个目的基因在不同品种间存在拷贝数变异;抗感病品种PCR产物丰度相对值分析结果表明9个目的基因拷贝数在抗感病种质间存在显著的差异,推测其功能是通过编码抗病蛋白和富亮氨酸蛋白来实现大豆对大豆胞囊线虫相关抗性。     

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.     

大豆胞囊线虫胁迫下大豆根部蛋白质差异表达分析

为建立大豆根系响应大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)胁迫的差异蛋白图谱,从分子水平探索大豆抗SCN的抗病机制,本研究以抗大豆胞囊线虫3号生理小种的哈尔滨小黑豆和感病材料辽豆10号的杂交后代为材料,利用双向电泳技术,对SCN胁迫下的大豆根系进行差异蛋白质学分析。结果表明:SCN胁迫下,抗、感池材料蛋白表达发生了变化。双向电泳共检测到400余个蛋白点,抗病池材料中有3个蛋白点表现为含量上调3倍以上,9个蛋白点表现为含量下降3倍以上,抗病池中特异表达的蛋白点有6个,感病池中特异表达的蛋白点有10个。其中的16个蛋白点被鉴定,它们分别参与了植物自身的防卫反应、能量代谢、细胞信号传导和转录调控等多个生理生化过程。这些上调或下调的蛋白都是复杂的蛋白调控网络中的一部分,在植物的抗病反应中协同起着重要作用。     

大豆胞囊线虫热激蛋白基因Hsp70的克隆与原核表达

采用RT-PCR技术结合基因组步移技术,从大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)中克隆了热激蛋白70基因(Hsp70)的全长cDNA序列(Hg-Hsp-70),全长1 953 bp,GenBank登录号为FJ816100.1。碱基序列分析结果表明,该序列含有9个外显子与8个内含子,与其它线虫具有较高的同源性。氨基酸序列分析表明,该基因编码650个氨基酸,相对分子量为70.7 kD,具有2个Hsp70基因家族的签名序列,与其它线虫的该基因氨基酸序列具有很高的同源性。构建了原核表达载体Hsp70pEASY-E1,采用IPTG诱导蛋白表达,SDS-PAGE电泳结果表明,当IPTG终浓度为0.2～1.2 mmol.L-1时均能显著诱导表达;以终浓度0.8 mmol.L-1的IPTG诱导5 h蛋白表达量达到最大值。     

野生大豆抗胞囊线虫QTL定位

大豆胞囊线虫病（soybean cyst nematode,SCN）是大豆生产上的重要病害,野生大豆是拓宽大豆抗病育种遗传基础的重要种质资源。为开发野生大豆资源,利用SLAF-seq技术,以杂交组合“绥农14×ZYD03685”的亲本、 126个F2单株及其衍生的F2:3家系为试验材料,进行了SLAF标签的开发、遗传图谱的绘制和QTL分析。共获得7783个SLAF标签用于遗传图谱绘制,遗传图谱总长度为2664.2 cM,20个连锁群的平均长度为133.21 cM。两个SCN 抗性QTL（qSCN-1 和qSCN-2）分别位于Chromosome（Chr）18 4.25～4.31 Mb和Chr18 13.50～13.81 Mb,分别解释了 22.96%和10.96%的抗性（胞囊指数）变异,QTL区段内分别包含了6个和14个基因。qSCN-2 区段未见有前人关于 SCN抗性QTL的报道,为新的QTL。本研究为SCN抗性机制解析和利用ZYD03685进行SCN抗病分子育种提供了     

两个大豆ERD15基因的克隆、生物信息学分析及功能初步鉴定

大豆ERD15（early responsive to dehydration 15）作为一种转录因子,能够与NRP-B启动子结合,激活NRP-B介导的细胞死亡反应。该家族包含6个成员,本文主要对其中两个成员GmERD15a和GmERD15b进行研究。通过对GmERD15a、GmERD15b基因的克隆、生物信息学分析、组织表达分析以及在酵母体系中的抗逆性鉴定,初步探究GmERD15a和GmERD15b基因的功能。结果表明,GmERD15a基因全长378 bp,GmERD15b基因全长318 bp;GmERD15a与GmERD15c相似性最高,其次是JrERD15;GmERD15b与GmERD15f相似性最高,其次是VaERD15;在线网站分析表明GmERD15a与GmERD15b均为亲水性蛋白;GmERD15a基因在20 d的胚中表达量最高,GmERD15b基因在根中的表达量最高;GmERD15a和GmERD15b基因对干旱胁迫和盐胁迫敏感。此研究为深入研究两基因的功能和作用机理提供理论依据。     

大豆抗孢囊线虫病新品种选育及遗传机制研究

以辽豆１０号（感病）为母本,Ｆｒａｎｋｌｉｎｇ（抗病）为父本进行有性杂交,经过５年挖根鉴定和移栽选选择,选育出在疫区比对照品种增产２５％以上、高抗１号、３号上种品系各５个。遗传分析表明,在辽豆１０遗传背景下,北京小黑豆对３号生理小种的抗性是由１个显笥基因和２个隐性基因控制的。生理小种鉴定结果,辽宁有１号和３号两个生理小种,吉林有１号、３号和５号三个生理小种。     

大豆DELLA基因家族鉴定及分析

DELLA基因家族是调控植物与环境互作和植物发育的重要调控因子,可以促进微生物与植物共生关系建立过程中侵染线的形成,是参与赤霉素信号通路的负调控蛋白,在影响植物激素相关基因表达,调节植物与微生物共生固氮和生长发育方面具有重要的作用,但是在大豆中DELLA基因家族的结构特征还没有详细分析。本研究对大豆中DELLA基因家族的基因结构、定位信息、蛋白结构、保守基序分析、系统进化树、顺势作用元件、与拟南芥同源基因的共线性关系和基因表达模式进行了研究。结果发现,大豆基因组中共有7个DELLA基因家族成员,分布在7条不同的染色体上,这些基因都只有一个外显子,一个N端DELLA结构域,并且基序分布相似,证明其基因编码序列结构域高度保守。系统进化树分析表明DELLA家族有三个亚族,其启动子区域含有大量的顺式作用元件,这些元件参与植物激素反应、干旱诱导和光反应。大豆DELLA基因Glyma.11G216500、Glyma.18G040000、Glyma.08G095800和Glyma.05G140400与拟南芥中的AT1G14920、AT1G66350和AT2G01570呈共线性关系;其中Glyma.1...     

长期轮作和连作对土壤中 大豆胞囊线虫数量的影响

在白浆土设计长期轮作和连作试验区,采取麦麦豆油玉豆6区轮作和麦玉豆连作, 18a内连续调查土壤 中大豆胞囊线虫( SCN)的胞囊数量,观察轮作或连作对土壤中SCN胞囊数量的影响。试验结果表明,长期轮作使 土壤中胞囊数量有减少的趋势,各茬口间胞囊数量变化幅度减小,轮作12a后土壤中胞囊数量达到动态平衡;大豆 连作的前2a土壤中胞囊数量急速增加,以后缓慢增加, 7a后有下降趋势, 14a后土壤中的胞囊数量在较高水平上趋 于平衡;小麦或玉米连作前3a土壤中的胞囊数量呈快速下降, 4a后缓慢减少, 14a后土壤中胞囊数量极少。     

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。     

工业大麻秸秆乙醇提取物对大豆胞囊线虫生理生化代谢的影响

为明确工业大麻秸秆乙醇提取物抑制大豆胞囊线虫的作用机理,采用浸泡法研究其对大豆胞囊线虫体内的总糖、甘油和蛋白质含量以及解毒酶活性等生理生化指标的影响,结果表明:二龄幼虫虫体内总糖含量和甘油含量随乙醇提取物处理时间的延长呈上升趋势,处理24 h时分别较对照升高了96.2％和33.5％,达极显著差异;可溶性蛋白含量随处理时...     

大豆结瘤相关QTL优化和候选基因挖掘

氮是植物生长必须的大量元素之一,大豆根瘤菌共生可以为大豆提供充足的氮元素。研究大豆根瘤菌共生机理,挖掘控制共生结瘤候选基因具有重要意义。鉴于现阶段关于调控大豆共生结瘤QTL区间大,无法直接应用到实际中,本实验整理了68个控制大豆结瘤的QTLs,通过Overview和共线性分析对其进行优化,在Gm06染色体上得到一个高置信QTLs区间对该区间进行了基因注释得到43个基因,其中包括一个控制C2钙/脂质结合和含GRAM结构域的蛋白质,一个侧根形成蛋白和一个E3泛素连接酶相关蛋白,并在CSSLs群体中查找该位置存在插入片段的株系进行结瘤性状鉴定。结果表明C2连锁群上的15-15.5Mb对于大豆根瘤菌共生结瘤有着至关重要的作用。     

大豆底荚高度QTL定位及候选基因挖掘

底荚高度是衡量大豆品种是否适宜机械收获的关键指标。底荚高度较低的品种在机械收割过程中可能造成植株部分被切断或漏割,引起总产量损失。因此,大豆底荚高度候选基因对大豆机械化育种至关重要。本研究利用完备区间作图法(Inclusive Composite Interval Mapping, ICIM)对208染色体片段代换系群体(chromosome segment substitution lines, CSSL)进行大豆底荚高度QTL定位,获得9个与大豆底荚高度相关的QTL,分布在8条连锁群上。结合BSA重测序结果,将与大豆底荚高度相关的QTL定位到C1连锁群上1.1Mb和L连锁群上0.05Mb的区间内,并对其进行基因注释。通过基因注释数据库和信息学分析,在两个共识QTL区间内获得5个可能与大豆底荚高度相关的候选基因。这些结果可以为大豆底荚高度QTL精细定位以及机械化优质高产大豆品种的选育提供理论依据。     

基于BSA-Seq技术鉴定大豆耐荫性状相关候选基因

间套种是我国南方大豆种植的重要模式,而高秆作物的遮荫胁迫导致大豆产量和品质难以提升,是制约大豆间套种发挥潜力的限制因素,因此对大豆耐荫性的解析尤为重要。本研究以强耐荫材料矮脚早和极不耐荫材料齐佩华为亲本构建RILs群体,根据耐荫指数表型鉴定RIL群体的耐荫性,从RIL群体中挑选出强耐荫和极不耐荫家系各30个,分别构建成两个极端性状DNA子代混合池,对子代混合池和亲本池分别开展平均60×和30×覆盖深度的全基因组重测序,通过计算两个子代池的SNP-index,比较SNP-index在耐荫池与不耐荫池染色体各区段的差异,定位耐荫性状的关联区域;根据基因注释信息,预测候选基因。结果表明4个样本共得到11 963 077个单核苷酸多态性（SNPs）标记,发现控制耐荫相关性状的基因主要集中在1号染色体51 942~505 708 bp区段、4号染色体50 972 768~51 854 631 bp区段、9号染色体48 778 767 ~50 178 743 bp区段和18号染色体40 858 027~43 909 456 bp区段内,共包含408个基因,通过基因注释和功能分析发现ACC氧化酶5、生长素诱导蛋白5NG4、光敏色素相关丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶、转录因子MYBJ6和MYB128等5个基因可能在大豆耐荫过程中起着重要作用,确定为大豆耐荫性的候选基因。本研究结果将为解析大豆耐荫的分子机理奠定重要的基础,同时为大豆耐荫基因的图位克隆奠定坚实的理论基础。