217份一粒系小麦苗期抗条锈病鉴定及抗病基因检测

小麦条锈病是影响小麦生产的重要病害之一。发掘新的抗病基因,培育新的抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的措施。一粒系小麦作为普通小麦的二级基因源,蕴含了丰富的抗病资源。为了从一粒系小麦中发掘新抗病基因,促进其利用,本文对217份一粒系小麦材料进行了苗期抗条锈病鉴定和A基因组的部分抗条锈病基因检测。结果表明,共有55份材料在苗期对CYR32表现抗病,占25.35%;抗病基因分子标记检测显示,携带Yr1、Yr34/Yr48、Yr69、Yr76抗性基因的材料分别有26、22、16、34份。共有4份表现高抗或免疫的材料同时携带2个抗性基因:2份材料携带Yr69和Yr34,2份携带Yr1和Yr34。所有供试材料中均未检测到Yr17。此外,有23份抗病材料未检测到以上抗病基因,其中7份表现高抗及免疫,可能携带其他已知或新的抗条锈病基因。本研究为一粒系小麦的利用提供了参考信息。

一粒系小麦遗传多样性分析及抗条锈菌CYR34鉴定

一粒系小麦(Einkorn wheat,AA)作为小麦的基础物种,在形成普通小麦的过程中染色体组部分位点丢失,评价一粒系小麦的遗传多样性及对病害抗性的水平对普通小麦育种和遗传改良具有重要的理论意义和育种价值。本研究利用15对条带清晰、多态性高的SSR引物对170份一粒系小麦材料进行遗传多样性分析,并接种条锈菌流行生理小种CYR34进行抗病性评价。结果表明,SSR分析获得71个等位变异,引物平均多态性信息含量为0.6540;聚类分析和群体结构分析均将170份供试材料分为两个类群,两类群内的平均遗传距离分别为0.4732和0.5404;抗病性评价获得19份抗性较好的材料,其中免疫材料3份,近免疫材料2份,高抗1份,中抗13份,占供试材料的11.17%;有3对SSR引物与一粒系小麦抗条锈病显著相关。综上所述,一粒系小麦存在较多的等位基因变异,含有优异的抗条锈病基因,具有提高小麦抗条锈病的育种潜力。

玉米弯孢菌叶斑病苗期抗病性鉴定及遗传初步分析

对11份玉米常用骨干自交系及8份重点推广的玉米杂交组合的抗病性进行苗期人工接种鉴定。结果表明,试材之间抗性差异较大,抗性较好的试材有沈137、Mo17、799、沈试29、丹玉13和丹408等。杂交组合的抗病性与母本及父母本中亲值相关密切,相关系数r分别为093和094,而与父本相关系数r为017,母本的抗病性对杂交组合的抗病性决定程度较大。

中国小麦农家品种抗条锈病的鉴定与评价

小麦条锈病是由条锈病菌(Puccinia striiformis f·sp tritici)侵染引起的气传性叶部真菌病害,是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,增加抗病基因多元化并积极推广利用抗病品种是控制小麦条锈病最为经济有效的方法。中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,其中可能蕴含着丰富的抗条锈基因。对收集于小麦条锈病主要流行区的684份农家品种采用田间成株期、温室内苗期抗性鉴定以及潜育期变温处理等方法进行抗条锈性鉴定。结果表明:在684份农家品种中获得只包含主效抗病基因且对当前主要流行小种反应型为中抗至免疫159份材料,其中117份为成株抗性材料,42份为全生育期抗性材料,所获得的抗性品种占所鉴定品种的23.8%。

高产抗病小麦新品种——中植6号

中植6号是中国农业科学院植物保护研究所与甘肃农业科学院植物保护研究所共同选育的冬性小麦新品种,以中植1号为母本,以豫麦58为父本,通过有性杂交并对后代株系进行系统选育而获得。2004年5月上旬配置杂交组合;2006-2011年,通过在北京海淀试验基地、河北廊坊试验基地和云南弥渡基地三地连续5年进行异地多代选择,高代品系CP04-46-2因农艺性状优良,丰产性较好,抗病性强而被提升参加新品系鉴定试验。2010-2011年度参加中国农业科学院植物保护研究所品系鉴定试验,2011-2012年度参加天水市农业科学研究所甘谷试验站产量品比试验,2012-2014年度参加甘肃省陇南片川区组冬小麦区域试验,2014-2015年度参加甘肃省陇南片川区组生产试验、示范。2016年通过甘肃省农作物品种审定委员会审定,审定编号为:甘审麦2016010。

弯孢菌粗毒素对玉米主要防御酶系活性变化的影响

用弯孢菌粗毒素诱导处理抗病和感病玉米品种沈试 2 9和掖单 13后 ,结果发现 ,相同浓度毒素处理不同时间后和不同浓度毒素处理相同时间后 ,抗、感品种防御酶系中的苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (PO)和超氧化物歧化酶 (SOD)的变化规律基本相同。病原菌毒素处理后 ,抗病品种的PAL和PO对毒素较感病品种敏感 ,诱导酶峰的临界毒素浓度低于感病品种 ,抗病品种酶峰出现时间提前或峰值大于感病品种。而SOD活性变化规律与上述两种酶不同 ,弯孢菌毒素能刺激感病品种SOD活性增加 ,而抑制了抗病品种的SOD活性。抗病品种SOD活性在处理初期下降 ,后期缓慢上升 ,而感病品种SOD活性快速上升 ,高于抗病品种。抗病品种SOD活性较低 ,有利于细胞内积累适量的超氧自由基 ,从而激发寄主抗性机制的表达 ;而毒素处理感病品种后SOD活性提高 ,有利于及时清除细胞内活性氧 。

玉米弯孢菌叶斑病诱导抗性的初步研究

本文首次研究了不同非生物制剂在感病品种苗期对玉米弯孢菌叶斑病的诱导抗性作用.研究结果表明:在沈单7品种上ZnCl_2(0.1%)、K_2C_2O_4(0.05mol/L)诱导处理后和对照相比,诱导防效分别达66.9%和72.1%;在丹玉13上用水杨酸(l5mmol/L)和K_2HPO_4(0.1 mol/L)的诱导防效分别为82.9%和80.9%;在掖单13上用KH_2PO_4(0.1mol/L、K_2HPO_4(0.1mol/L)处理后诱导防效分别达56.3%和38.4%.用除草剂氟乐灵0.05～5 mol/L叶面喷雾处理感病自交系478,结果表明,0.05～1mg/kg氟乐灵的诱导抗性作用不明显;2,3,5mg/kg氟乐灵有一定的诱导抗性作用,诱导防效分别为22 %、61%和60%.此外,大斑病菌的培养液对铁单9不同叶位的抗性均有诱导作用.其中对第5位叶片诱导抗性效果最明显,诱导防效达80.1%,但弯孢菌培养液诱导防效不明显,反而有一定的诱惑作用,经弯孢菌培养液处理的叶片病斑数比对照组高1倍左右.研究首次证明非生物因子能够在玉米苗期诱导感病品种产生对弯孢叶斑病的抗性.其中水杨酸(15 mmol)、K_2HPO_4(0.1 mol/L)和大斑病菌培养液诱导防效最为理想.由于大斑病菌的培养液中可能含有具诱导作用的胞外蛋白或毒素,它们可作为激发子与寄主受体位点作用诱导产生了抗病信号,进而激活防御基因的表达.关于培养液组分中是毒素还是胞外蛋?

玉米弯孢叶斑病菌毒素对寄主防御酶系活性的影响及诱导抗性效应

本文系统地研究了玉米弯孢叶斑病菌毒素对不同玉米抗性品种苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (PO)和超氧化物歧化酶 (SOD)活性的影响及在一定条件下对寄主抗性的诱导效应。研究结果发现 ,抗病品种的 PAL和 PO酶活性比感病品种易被毒素激活 ,但抗病品种被毒素处理后的 SOD活性明显低于感病品种 ,而且峰值出现得晚 ,这可能与抗病品种 SOD活性的下降有利于积累活性氧、进一步激发寄主的抗性有关。此外 ,研究发现毒素在一定浓度下可作为抗性的诱导因子 ,为深入研究抗性机制和防病手段提供了新途径。

小麦条锈菌鉴别寄主抗条锈病基因Yr9的微卫星标记

以含有Yr9的抗条锈病近等基因系Taichung29*6/Yr9及其轮回亲本Taichung29为材料,用目的基因所在1B染色体上32对微卫星引物对其基因组DNA进行PCR扩增,发现引物Xgwm582在近等基因系与轮回亲本间可扩增出特异性DNA片段。经F2代分离群体177个抗、感单株检测证实,该片段位点与抗条锈病基因Yr9紧密连锁,遗传距离为3·7cM,确定Xgwm582可作为抗条锈病基因Yr9的标记。

河南小麦主栽品种亲缘系数分析

为探讨河南省小麦遗传背景丰富度,追溯了河南省57份小麦主栽品种的系谱信息,计算并分析了品种亲本间及品种组合间的亲缘系数（coefficient of parentage,COP）。结果表明,供试品种中只有7个品种的父母本之间有亲缘关系。1 596对组合中,757对存在亲缘关系,所有组合的COP值变异范围为0.0000~0.7500,亲缘系数总和为65.8393,平均值为0.0413。聚类分析将57份品种分为7个类群。骨干亲本豫麦2号、豫麦18号、豫麦21号、豫麦25号与57份主栽品种的共祖先度分析表明,这几个品种的利用价值很高。由此判断,供试材料的遗传背景丰富,品种组合选育优良品种还有很大潜力。骨干亲本大都是早期培育品种,今后需加强对小麦种质资源的挖掘和利用。

利用SRAP标记分析河南小麦栽培品种的遗传多样性

利用小麦SRAP标记对22个河南省小麦品种进行了遗传多样性分析,10对引物组合扩增获得169个条带,其中70个条带具有多态性,多态条带百分率为41.42%,每对引物平均产生7个多态性条带。22个供试材料的带型按照条带的有、无分别记录为1、0后,采用Ne i 72方法计算不同品种的遗传距离,利用NTSYS软件进行非加权组法(UPGMA)聚类分析。结果表明SRAP标记技术能较真实地反映小麦品种间的亲缘关系,可以用于小麦品种遗传多样性研究。

小麦热激蛋白基因TaHSP70克隆及其在植物防卫和抗逆反应中的表达分析

热激蛋白是一类结构非常保守的分子伴侣类型的应激蛋白,在调控动、植物代谢和信号传导等方面发挥重要作用。本研究利用同源克隆法,筛选非亲和条锈菌小种CYR32侵染诱导的cDNA文库,分离获得1个HSP70家族基因的全长cDNA序列TaHSP70。序列分析发现,该cDNA片段包含1个2 412 bp开放阅读框,推测其编码包含691个氨基酸残基的蛋白质,属于质体间质亚族蛋白。半定量RT-PCR方法分析发现,在小麦幼苗受到低温、干旱和植物激素ABA胁迫处理后,TaHSP70表达受到抑制。利用条锈菌非亲和小种CYR32和白粉菌亲和小种混合菌系接种后以及高温胁迫条件下,TaHSP70表达量增加。说明小麦HSP70家族基因TaHSP70可能参与调控小麦抗逆和防卫反应过程。

小麦条锈菌鉴别寄主Lee中抗性基因Yr7的微卫星标记

目的对近等基因系Taichung296/Lee对条锈菌(PST)菌系CYR27的抗性谱进行遗传分析,并运用微卫星技术对近等基因系Taichung296/Lee中的抗条锈性基因进行标记。方法将Taichung296/Lee与Taichung29杂交、自交和测交并对双亲及其杂交后代进行苗期抗性鉴定。采用SSR技术,利用抗性供体Lee中含有目的基因Yr7的小麦抗条锈病近等基因系Taichung296/Lee,选用Yr7所在的2B染色体上88对和Yr22、Yr23所在4D、6D染色体上22对SSR引物,对供试的Taichung296/Lee、Taichung29和Lee基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析。结果根据F2分离群体的抗感单株分离比例,确定Taichung296/Lee对CYR27菌系的抗性为1个显性基因,2B染色体上的Xgwms526引物扩增出多态性谱带为Xgwms526/212bp和Xgwms526/216bp,并证明其DNA片段位点与抗条锈基因Yr7存在遗传连锁关系;用标记Xgwms526扩增F2作图群体的单株DNA,在75株抗病单株中,有22株扩增出A型带(Xgwm526-212bp),51株扩增出H型带(Xgwm526-212bp和Xgwm526-216),2株扩增出B型带(Xgwm526-216);在31株感病株中,有4株扩增出H型带,27株扩增出B型带。结论通过MapManagerQTX17b软件计算,确定Xgwm526标记位点与Yr7基因位点的遗传距离为5.3cM,标准差为2.3,LOD值为18.4。该标记Xgwm526可作为Yr7基因的SSR标记利用。

2009-2010年河南、河北、山东三省小麦区试品种(系)的亲缘系数分析

为了解2009-2010年度河南、河北及山东参加区试品种(系)小麦的遗传背景丰富度,追溯了这三个省份供试的85个小麦品种(系)信息,采用亲缘系数(coefficient of parentage,COP)和聚类分析的方法对其进行分析。结果表明,在供试的85个品种(系)的3 570对组合中,所有组合的COP值变异范围为0.000～0.750,亲缘系数总和为77.244,平均值为0.021。聚类分析将这85个品种(系)聚为8类。三个省份中河南参试的品种(系)遗传多样性相对较低,主要因为这些品种(系)是利用豫麦2号及其衍生品种(系)培育而成的;河北、山东参加区试的小麦品种(系)遗传多样性相对较高,主要由于这些地区广泛利用了当地的种质资源,其中山东省小麦品种培育主要选用了20世纪50年代以来生产上比较重要的多个品种,包括鲁麦14、鲁麦23、泰山21号及济南13号的衍生品种莱州95021等。在以后的育种工作中应加强对重要小麦品种(系)的应用及引进新的种质资源。

中国秋大豆预选核心种质遗传多样性的RAPD分析

对中国秋大豆预选核心种质进行了RAPD分析。用10个Operon公司生产的10碱基对随机序列引物,在146份材料中扩增出69个位点,平均多态性位点数4.4,其中25个位点无多态性,占总数的36%,多态性位点数44条,占总数的64%。利用SPSS10.0版本软件对146份材料RAPD标记结果进行分析,得出遗传距离为0.703～0.959,根据STATISTICA软件系统的UPGMA方法聚类分析,在Linkage距离为2.8处分类,形成3个类群。三个类群平均生育日数呈递增趋势。

小麦抗源Holdfast和Flinor抗条锈病主效、微效基因的遗传分析

【目的】Holdfast、Flinor是国际上已经报道在生产上具有持久抗条锈性表现的小麦品种,在成株期对中国条中29、30、31号小种表现出免疫或近免疫的抗性水平。【方法】本文采用常规杂交分析和潜育期变温处理方法,分别在常温(昼18℃/夜10℃)和高温(昼24℃/夜15℃)两种温域下,对其主效和微效抗条锈病基因进行遗传分析。【结果】品种Flinor中至少含有1显1隐2对主效和2对温敏微效抗条锈基因,Holdfast中至少含有2对显性主效和2对温敏微效抗条锈基因。主效基因均互补控制其抗条锈性,微效基因呈隐性,具累加效应,受高温诱导表达,控制中度抗性水平。【结论】Flinor和Holdfast均含有全生育期主效抗条锈病基因和对高温敏感的微效抗条锈基因,建议在抗病育种中加以有效利用,并提供了温敏微效抗条锈基因的快捷检测方法。

玉米穗、茎腐病病原学相互关系及发病条件的研究

玉米穗、茎腐病病原学的相互关系研究表明：其优势致病菌禾谷镰孢菌和串珠镰抱菌均可交互侵染引起这两种病害，并且能从植株的外侧和内部由基部向穗部传染，初步证实引起穗腐病的镰孢菌是来自茎腐病的镰孢菌。穗、茎腐病的发病条件试验结果显示，玉米茎腐病与玉米品种的抗性、生育期、种植密度、地势、降水和施肥等的关系极为密切，而玉米穗腐病与玉米品种的抗性、土壤类型、种植形式和螟害的关系密切。通过施用钾肥和防治玉米螟可有效地减轻玉米茎腐病和穗腐病的危害。

玉米弯孢菌叶斑病抗性机制的初步研究

玉米弯孢菌叶斑病菌［Curvularialunata（Wakker）Boed．］侵染不同抗性品种后，寄主叶片防御酶系和PR蛋白活性的变化及叶片汁液对病菌孢子萌发有影响，研究发现：PAL，PO，SOD和β-1，3-葡聚精酶在对弯孢菌叶斑病的抗性中起到一定的作用，尤其是PR蛋白β-1，3-葡聚糖酶活性在抗性机制中发挥更为重要的作用。木质素可能是在病菌侵染初期发挥抗侵入的作用。抗病品种叶片汁液可能含有抑菌物质，病菌侵染有利于刺激这种物质抑菌作用的提高，在抗病品种中更为明显。

小麦条锈菌国际鉴别寄主Vilmorin23的抗条锈病基因YrV23微卫星标记

Vilmorin23是小麦条锈菌国际鉴别寄主和国际上重要抗源材料。采用SSR技术,利用由Vilmorin23为基因供体转育而成的小麦抗条锈近等基因系Taichung29*6/YrV23,选用YrV23所在2B染色体上的55对SSR引物,对Taichung29*6/YrV23及其轮回亲本Taichung29和抗性基因供体Vilmorin23的基因组DNA进行PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳分析。结果显示,引物Xwmc356在近等基因系与轮回亲本间扩增出特异性DNA片段,经F2代群体150个抗、感单株检测证实,该片段位点与抗条锈病基因YrV23有连锁关系,遗传距离为9.4 cM。Xwmc356可作为抗条锈基因YrV23的SSR标记。

大麦主栽品种亲缘系数和对叶斑病的抗性分析

为明确我国大麦主栽品种的遗传多样性及其对叶斑病的抗性来源,采用亲缘系数（COP,coefficient of parentage）分析方法对155个主栽大麦品种的遗传系谱进行聚类分析,同时对其中79个供试大麦品种在苗期和成株期分别接种2个强毒性菌株进行抗性鉴定。结果显示,155个品种聚为6个类群,有亲缘关系的品种占全部品种14.77%。在品种间组成的11935个组合中,1763个组合间存在亲缘关系,其COP值变化范围在0~0.7500之间,亲缘系数总和为157.5867,平均值为0.0132。根据系谱分析发现了不同育种单位所育品种的核心亲本,并追溯其主要的祖先亲本。此外,通过对叶斑病的抗性鉴定,发现大多数供试的大麦品种感叶斑病,高抗品种主要集中在垦啤麦系列品种和蒙啤麦3号,部分华大麦和驻大麦系列的品种在苗期或成株期中抗叶斑病。系谱分析及抗性鉴定结果揭示了我国大麦叶斑病抗性基因存在不同来源,分析结果有利于提高抗叶斑病基因筛选效率和缩小筛选范围,也将促进抗叶斑病新基因资源的发掘和利用。