Marker-assisted Breeding for Disease Resistance in Potato

Sub-project 5 of BIOEXPLOIT aims to design durable disease resistance through marker-assisted breeding by converting existing markers for high-throughput application, developing and validating high-throughput marker technologies and pyramiding major R genes and/or quantitative trait loci into elite material. Activities include (1) the fine mapping of the quantitative trait locus PiXspg which accounts for a large proportion of the variation in late blight resistance, (2) converting SNP-based markers and an AFLP marker to easy-to-use-markers, (3) testing of progenies with combined sources of late blight resistance for presence of R genes and agronomic features, (4) backcrossing new sources of resistance to S. tuberosum and molecular screening of breeding materials with marker GP94 linked with gene Rpi-phu1 conferring late blight resistance, (5) evaluating potato clones with enhanced resistance against Phytophthora infestans under field conditions of Toluca (México), and (6) developing populations and marker-assisted breeding for disease resistance.     

大豆粒形的主基因+多基因混合遗传

大豆粒形直接与产量相关,对其粒长、粒宽的遗传规律分析可以为其数量性状基因座定位、分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定基础.调查大豆杂交组合溧水中子黄豆(P1)×南农493-1(P2)正反交的P1、P2、F1和F2:3四个世代的粒长和粒宽的表型资料,运用四个世代联合的主基因+多基因混合遗传分析方法,对这两个性状分别进行了遗传分析.结果表明:正反交杂种F1粒长和粒宽有显著差异,存在母性效应;粒长性状受一对加性-显性主基因和加性-显性.上位性多基因共同控制;粒宽受多基因空制.     

大麦白粉菌种群毒性监测及抗性材料鉴定

2005和2006年从我国冬大麦区采集和分离大麦白粉菌单胞菌株729个,利用Pallas近等基因系进行致病型鉴定和群体毒性频率分析.同时,利用分离得到的不同致病型菌株,通过抗谱分析的方法鉴定了328份大麦品种(系)的白粉病抗性和抗病基因.结果显示:大麦白粉菌群体对抗病基因Mlal Mla(A12)、Mla3、Mla6 Mla14、Mla7 Mla(No3)、Mla7 Ml(Lg2)、Mla9 Mlk、Mla9、Mlal3 MlaRu3、Mlpl、Mlg(Cp)和mlo5的毒性频率为0;对Mla12 MlaEm2、Mla7 Mlk、Mlat Mla8、Mla10MlaDu2和Mlk1的毒性频率很低,分别为0.1%、0.4%、0.9%、2.8%和4.2%.两年共鉴定出不同的致病型21个,致病型000、001和003在两个年度皆为优势致病型.所鉴定的328份材料绝大多数感病,仅37份抗病材料,能明确推导出抗白粉病基因的品种(品系)很少,这些品种(品系)含有的抗白粉病基因为Mr(Bw)Mla8、Mlg、Mira Mla8、Mla9 Mla1、Mla Mla(A12)和mlo5.     

野生二粒小麦及其在普通小麦改良中的应用研究进展

野生二粒小麦具有籽粒大、蛋白质含量高等优良品质性状,又对白粉病、条锈病、叶锈病有良好的抗性,科研工作者在其抗旱、耐盐、抗虫性等方面进行了许多研究,并利用野生二粒小麦的优良性状进行小麦育种改良。本文对野生二粒小麦的研究及其在小麦改良中的应用进展进行了综述,以期为加快普通小麦遗传与品质改良、新品种选育等方面提供依据。     

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因研究进展

植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因在植物生长发育过程中扮演重要角色。近年来,随着分子生物学的不断发展,对其研究也取得了重要进展。综述了植物内切β-1,4-葡聚糖酶基因的克隆、功能、表达调控以及编码蛋白质的结构、底物等方面的研究进展,可为进一步阐明该基因对植物生长发育的影响提供依据。     

阿坝地区狼毒内生放线菌多样性及抗菌活性

通过可培养方法以四川省阿坝地区药用植物狼毒为研究对象,探究其内生放线菌多样性及抗菌活性,为开发新型生物活性物质提供依据.结果如下,1)多种因素决定了狼毒内生放线菌分离数量,其中土壤有机质与其相关系数为0.86,在0.05水平相关性显著.2)高氏一号培养基分离52株内生放线菌,占总数30.4%;植株不同部位分离内生放线菌结果为根部>茎部>叶部>花部.3)16S rDNA-RFLP将供试菌株分成11个遗传群,代表菌株系统发育分析表明,供试菌株以链霉菌属为主,其余菌株包括诺卡氏菌属,北里孢菌属,克里布所菌属.4)对代表菌株NRPS,PKS基因分析共获得4个PKS基因和2个NRPS基因;大部分代表菌株对3种病原真菌有抗菌活性,菌株SCAUEⅢD11-1效果最好.综上,狼毒内生放线菌分离结果受多因素影响,具有较丰富的多样性;功能基因筛选及抗菌活性结果揭示出阿坝地区狼毒内生放线菌具有潜在的运用价值.     

贵州省猪源沙门氏菌对β-内酰胺类药耐药性及耐药基因分析

为了解贵州省猪源沙门氏菌对β-内酰胺类抗菌药物耐药性及其耐药基因的流行情况,本试验从贵州省9个地区规模养猪场中分离鉴定130株沙门氏菌,采用微量肉汤稀释法测定其对常用的8种β-内酰胺类抗菌药物的敏感性,并用PCR法对β-内酰胺酶耐药基因进行检测。结果显示,沙门氏菌对常用的β-内酰胺类抗菌药物耐药性十分严重,其中对头孢他啶的耐药率为100%,其次是氨苄西林和阿莫西林,耐药率分别为80.77%和76.15%,耐药率最低的是头孢噻呋和头孢氨苄,均为46.15%。所有菌株均为多重耐药,其中最少为二重,占总数的2.31%,最多为八重,占总数的4.62%,多重耐药主要集中在四至七重,占总数的88.46%。PCR结果显示,SHV耐药基因未检出,TEM、OXA、CTX-M 3种基因检出率分别是85%、75%和46%,细菌的耐药性与相关耐药基因的检出率基本呈正相关。结果表明,猪源沙门氏菌对β-内酰胺类药物具有普遍耐药性,其中头孢他啶尤为严重。TEM、OXA、CTX-M基因是贵州省猪源沙门氏菌主要耐药基因,临床日益严重的耐药现象与耐药基因的普遍存在有很大的关系。     

基于RNA高通量测序分析灰葡萄孢侵染垫形成相关基因

 灰葡萄孢产生功能上类似附着胞的侵染垫来侵染寄主植物,但目前对于侵染垫形成的分子机制尚不明确。本文利用高通量测序技术对菌株CanBC-1(弱毒,不形成侵染垫)和CanBC-1c-66(强毒,正常形成侵染垫)进行了转录水平比较。结果表明:在菌株CanBC-1中共检测到2 333个差异表达基因(与菌株CanBC-1c-66相比较),其中1 425个基因表达上调,908个基因表达下调。对差异表达基因进行功能注释(GO)分析发现,在细胞组分(Cellular component)中细胞(Cell)和细胞部分(Cell part)这2个亚类所占比例较大, 在分子功能(Molecular function)中结合活性(Binding)和催化活性(Catalytic)这2个亚类所占比例较大。这些结果暗示差异基因主要参与细胞、代谢和发育等生物学过程。筛选得到12个与真菌致病相关的基因,其中BC1G_03994和BC1G_01012与稻瘟病菌侵染相关的classⅡ疏水蛋白基因Mhp1同源。RT-PCR检测发现这2个基因在弱毒菌株CanBC-1中表达下调,同时该菌株疏水性降低,推测它们可能参与灰葡萄孢侵染垫形成。这些差异基因的获得为揭示灰葡萄孢侵染形成的分子机制奠定了基础。     

漾濞大泡核桃JsWRKY1过表达增强转基因烟草对胶孢炭疽菌的抗性

为进一步研究JsWRKY1的生物学功能,构建JsWRKY1的植物超表达载体并转入烟草中过表达。再生的JsWRKY1转基因烟草与野生型烟草在表型上无明显差异。JsWRKY1过表达上调了转基因烟草体内几个防卫相关基因MnSOD、Cu/Zn SOD、CN、NADPH oxidase和PR1的转录水平。与野生型烟草相比,JsWRKY1转基因烟草体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性在正常生长以及胶孢炭疽菌接种后均显著增强。平板抑菌试验结果显示,JsWRKY1转基因烟草叶片总蛋白对病原真菌葡萄座腔菌、串珠状赤霉菌、胶孢炭疽菌和尖孢镰刀菌的菌丝生长具有不同程度的抑制作用。此外,用胶孢炭疽菌接种烟草叶片,转基因烟草对胶孢炭疽菌的抗性明显增强。显然,JsWRKY1是漾濞大泡核桃中正调控病害防卫反应的转录因子。     

104份甘肃小麦品种主要品质基因的分子标记检测

高分子量麦谷蛋白亚基、黄色素质量分数和1B/1R易位系均影响小麦的加工品质。为明确相关品质性状基因在104份甘肃育成小麦品种中的分布,并为小麦品质育种提供亲本材料,利用高分子质量谷蛋白亚基Dx5、Bx7、By8、By9和黄色素质量分数基因及1B/1R易位系的特异性标记对104份小麦品种进行检测。结果表明,含基因Dx5、Bx7、By8、By9和1B/1R易位系的品种分别占总品种数的63.46%、76.92%、52.88%、45.19%和45.19%。含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b品种分别占总品种数的60.58%和21.15%,其黄色素质量分数均值差异达到显著水平(P0.05)。总体来看,甘肃育成小麦品种中含适合加工馒头和面粉等传统食品的单个品质优质基因频率较高,而优质基因组合的比例较低,具有黄色素质量分数较高的品种比例高。