大豆疫霉多态性SSR标记开发及遗传多样性分析

 用FastPCR软件在大豆疫霉全基因组中搜索到1 234个含2~4个重复基元精确SSRs。选择260个SSRs设计引物,经对大豆疫霉5个分离物的基因组DNA检测,有212对(81.5%)有效扩增出SSR特征条带,112对(52.8%)扩增多态性。用18对多态性SSR引物分析了来自美国、中国黑龙江省和福建省大豆疫霉分离物的遗传多样性,在73个分离物中共扩增出112个等位变异,变异范围为4~9,平均为6.22个,表明选择的引物对具有高的多态性。在3个大豆疫霉群体中,黑龙江省和福建省分离物的遗传距离最近,美国和福建省分离物的遗传距离最远。UPGMA聚类将73个分离物划分为6组,其中8个美国分离物(72.73%)和53个中国分离物(85.48%)被聚类在一起,表明大豆疫霉中国分离物与美国分离物可能具有共同的祖先,中国分离物可能为外来种。     

自然感病条件下玉米对青枯病的抗性研究初报

自然感病条件下玉米对青枯病的抗性研究初报梁克恭，李丹，武小菲（中国农科院作物品种资源研究所北京１０００８１）玉米青枯病是我国玉米生产上的重要病害之一，当前生产中推广的一些品种大多感病，有的受害严重，采用抗病品种防治此病经济而有效，但目前对玉米青枯病致...     

抗禾谷孢囊线虫小麦新种质H3714和H4058的培育与鉴定

在我国小麦主产区均有禾谷孢囊线虫(CCN,Heterodera spp.)发生。限于有效抗源的严重匮乏,抗CCN育种研究一直难以规模化开展。Madsen是一个抗孢囊线虫的美国冬小麦品种,但抽穗偏晚使其很难在育种上迅速利用。本研究利用中国小麦品种烟农21和济麦19与Madsen杂交和回交,从BC1F4代中选育出稳定品系H3714和H4058。田间病圃和温室接种鉴定结果表明,这2个品系对河南省H.avenae荥阳群体(致病型Ha43)和H.filipjevi许昌群体(致病型Hfc-1)的抗性显著优于烟农21和济麦19。在接种条件下,两个品系表现成株期白粉病抗性,H4058苗期还可抗不同白粉菌菌株。2个品系的抽穗期与烟农21和济麦19相似,明显早于Madsen。利用偏凸山羊草2NS染色体特异分子标记VENTRIUP-LN2及该染色体上Vrga1D基因特异分子标记Vlr2.6-3′-Vlr2.4-5′和VRGA-F11-VRGA-R5分析,发现H3714和H4058含有偏凸山羊草2NS染色体片段,且该染色体片段来自Madsen。根据Illumina i Select 90K SNP分析结果,两个品系的染色体构成存在差异。在检测到两个品系共有的4918个多态性SNP中,2/3的SNP位点在2个姊妹系间表现相同,另外1/3的SNP位点表现不同。本研究培育的抗禾谷孢囊线虫小麦新种质H3714和H4058可作为培育抗线虫小麦品种的抗源。     

灰葡萄孢蚕豆分离物的遗传多样性

【目的】灰葡萄孢是引起蚕豆赤斑病、花腐病和荚腐病的重要病原菌,其为包含两个称作类群I和类群II的复合种,具有高度的遗传变异。然而,危害蚕豆的灰葡萄孢复合种地位及遗传特征尚未被研究。论文旨在对中国6个不同地理来源蚕豆灰葡萄孢复合种的地位进行鉴定,研究其遗传多样性及群体间的遗传分化,为探明病害流行规律及制定防治策略提供依据。【方法】在PDA培养基上观察分离物形态特征。用Flipper和Boty特异性引物检测分离物的转座子基因型。葡萄孢复合种所属类群通过Bc-hch基因的PCR扩增酶切多态性鉴定,SSR标记分析解析其遗传多样性和遗传分化。【结果】100个灰葡萄孢分离物均为灰葡萄孢类群II,共产生菌核型、菌丝型和分生孢子型3种类型菌落形态,其中76个分离物为菌核型。92个分离物为转座子基因型,分别含有Boty、Flipper和Boty+Flipper,其中仅含Boty分离物最多,占检测分离物的61.0%。江苏分离物只含有单一Flipper,重庆、四川、甘肃和河北分离物只含有单一Boty。基于SSR分析,100个分离物被鉴定为92个多位点基因型,6个群体的平均基因多样性指数和平均基因型多样性指数分别为0.5140和0.9982;分子方差分析（AMOVA）发现群体内遗传变异占总变异的86.70%。标准关联指数rD值范围为0.0312-0.1261,平均0.0491;遗传固定指数（FST）在0.0085-0.2650,平均为0.1330。UPGMA聚类将100个分离物划分为10个遗传组,大部分遗传组包含不同地理来源的分离物。贝叶斯（Bayesian）推理分析将92个多位点基因型分为两个遗传类群,其中重庆和四川群体聚为一类,青海群体单独聚为一类,而江苏、河北和甘肃群体由两个不同遗传类群组成。【结论】源于蚕豆的灰葡萄孢群体由灰葡萄孢类群II组成,分离物的菌落形态以菌核型为主,绝大多数分离物为转座子基因型,但转座子基因型分布明显存在地域差异。调查的6个群体都具有高水平的遗传多样性,遗传变异主要来源于群体内,生殖方式以有性繁殖为主,大部分群体间存在中等到大的遗传分化。     

中国玉米灰斑病发生现状与未来扩散趋势分析

【目的】明确玉米灰斑病发生现状,预测病害未来的扩展区域,为有针对性开展灰斑病的早防早控工作、保护玉米生产提供信息。【方法】采用形态、培养及分子特征鉴定的方法明确新发生玉米灰斑病区域的病菌分离物种类;汇总2004-2014年各地玉米灰斑病的调查信息,根据季风特点,推测具有重大破坏力的玉米尾孢灰斑病扩展路线,预测未来的病害发生区域。【结果】基于形态学、培养特征以及分子鉴定结果,明确了贵州西部、西北部以及四川北部的分离物为玉米尾孢（Cercospora zeina）,河北承德地区致病菌为玉蜀黍尾孢（C. zeae-maydis）,在陕西南部、西部以及河南西部鉴定出了玉米尾孢和玉蜀黍尾孢;初步明确了具有强致病力的玉米尾孢目前分布的北界。玉米灰斑病已经在中国15个省份发生,西南地区的玉米生产受到严重影响;在南海夏季风与西北太平洋副热带高压的作用下,玉米尾孢从云南西部进境后逐渐向北向东扩展,到达四川、陕西的西部,亦可能经种子携带途径进入湖北恩施,形成一个新的病害扩散源并传播至重庆、陕西安康和商洛以及河南西部山区。未来,在季风的作用下,源自西南的玉米尾孢灰斑病可能进入甘肃东南部、宁夏南部、陕西北部,并进而逐渐向北偏东方向扩展,对中国春玉米主产区构成重大威胁。【结论】确认玉米尾孢在贵州、四川、陕西、河南引起玉米灰斑病,河北的致病菌为玉蜀黍尾孢;由玉米尾孢引起的灰斑病已突破秦岭和巴山的阻隔,扩散至陕西西部、南部和河南西部,从西南玉米生产区进入了北方玉米生产区;夏季季风以及种子带菌是该种灰斑病快速传播的主要因素;未来玉米尾孢灰斑病将在季风作用下继续缓慢向北方玉米区扩散,在无灰斑病发生区域引发病害并可能在已有玉蜀黍尾孢灰斑病发生的区域形成新的重大病害威胁。     

多堆柄锈菌侵染玉米的细胞学及超微结构特征

为明确玉米对多堆柄锈菌Puccinia polysora侵染后病理反应的细胞学特征,利用扫描和透射电镜技术分析了玉米自交系与多堆柄锈菌互作中二者的细胞变化过程。多堆柄锈菌对玉米的侵染主要以直接穿透叶片表皮侵入为主,少量可从气孔和细胞间隙侵入。接种后,病菌夏孢子在感病自交系叶片上快速并大量萌发,在叶表生长蔓延并侵入表皮组织细胞,7 d后形成夏孢子堆;在抗病自交系上,病菌萌发、菌丝生长均受到明显抑制,少量入侵的病菌也由于寄主细胞死亡而导致菌丝和夏孢子干瘪死亡。侵染早期在感病寄主细胞间隙出现菌丝并穿透细胞壁,在胞内产生分枝菌丝,此时寄主细胞结构正常;随着菌丝进一步扩展,叶绿体等结构发生紊乱,被侵染细胞逐渐死亡。在抗病自交系上,接菌24 h后寄主即出现过敏性坏死反应,侵入位点与周围细胞快速坏死,抑制菌丝生长蔓延;叶绿体中清晰可见深色颗粒状物质;72 h后细胞壁外侧产生大量致密的深色结晶体,应为与抗病反应相关的酚类物质。表明抗多堆柄锈菌的玉米材料可能存在2种抗病途径,即寄主与病菌互作中由分子识别引起的免疫反应和病菌侵入后的系统防卫反应。     

大豆资源抗疫霉根腐病基因分析

采取下胚轴创伤接种法鉴定156份大豆资源对13个不同毒力基因型大豆疫霉菌株的抗性。结果表明,125份资源分别抗1-13个菌株,占鉴定资源总数的80.13%。125份抗性大豆资源对13个大豆疫霉菌株共产生90种反应型。通过与13个鉴别寄主的反应型比较发现,有9份大豆资源产生的5种反应型与含有已知抗病基因的大豆资源的反应型相同;12份大豆资源产生的5种反应型与已知2个抗病基因组合的反应型一致,另外,还有至少抗1个菌株的104份大豆资源产生的80种反应型,既不同于已知单个抗病基因的反应型,也不同于2个已知抗病基因组合的反应型,推测可能含有新的抗病基因或基因组合。     

中国大豆疫霉菌分布及毒力多样性研究

 通过大豆疫霉根腐病发生的田间调查、从病株和土壤中分离大豆疫霉菌 ,对大豆疫霉菌在我国的分布进行了研究 ,结果表明 ,除东北地区外 ,我国黄淮流域和长江流域也存在大豆疫霉菌。应用 13个鉴别寄主 ,对来自不同地区的 83个大豆疫霉菌分离物进行毒力鉴定 ,证明我国大豆疫霉菌存在丰富的毒力多样性。与植株分离物相比 ,土壤分离物的毒力多样性程度更高。对不同地区来源分离物的毒力组成比较表明 ,长江流域分离物的毒力多样性最丰富 ,其次是黄淮流域 ,而东北地区分离物的毒力组成相对简单。     

Pm52——小麦品种良星99抗白粉病基因的有效性

良星99是黄淮冬麦区和北部冬麦区推广的抗白粉病冬小麦品种,其抗白粉病基因位于2BL染色体,已被命名为Pm52。利用来自不同小麦生产区的123个小麦白粉菌菌株进行抗性鉴定,良星99可抗80%的菌株。2012-2016年连续5个生长季抗性鉴定中,良星99在成株期对接种的白粉菌混合菌株都表现免疫或高抗。采用Pm52基因紧密连锁分子标记Xgwm120和27个菌株对10个利用良星99培育的品系进行分子检测和抗性分析发现,衡4568、邯农2312、中信麦99和DH51302可能携带Pm52基因,而郑麦369和冀麦729的白粉病抗性基因可能与Pm52不同。石U09-4366、XR4429、衡10-5039和农大3486苗期和成株期都表现感病,不含Pm52基因。这些品种的成株期抗性反应与苗期的抗性反应一致。本研究的结果有利于良星99的抗白粉病基因Pm52在育种和生产上的有效利用。     

玉米锈病的初步研究

经试验比较采自我国海南、吉林、辽宁、山西、贵州等地玉米锈病的症状和病原菌夏孢子形态特征，进一步明确我国目前仍发生有普通型和南方型两种玉米锈病。接种试验表明，目前我国生产和育种上常用的一些杂交种和自交系大多感染普通型玉米锈病，其中“烟单１４号”、“农大６０号”、“黄早四”、“５００３”感病较重。