小麦品种对麦红吸浆虫的抗性及抗性种质资源创新应用研究进展

本文综述了20世纪后50年以来,国内外有关小麦品种对麦红吸浆虫抗虫性鉴定的常用方法、数学模型鉴定法以及较适用的定级标准;概括介绍了避害性、形态抗虫性和生化抗虫性三个方面的研究情况;指出多层次、综合性抗性遗传和蛋白带存在与诱导抗虫性有关;介绍了与抗虫性密切相关的性状,初步认为遗传机制属数量遗传,不可能是单基因遗传,起码是寡基因遗传;介绍了抗麦红吸浆虫种质资源创新应采取双轮回选择杂交系谱法,有目的地将不同抗虫基因逐代积累,选育了一批抗性亲本和新品种。

茄子菌核病病原菌鉴定及抗性种质资源筛选

为明确茄子菌核病病原菌种类及在育种上筛选可利用的菌核病抗性资源,将收集的病原菌进行分离、纯化,结合形态学观察及rDNA-ITS序列分析,并采用田间活体茎接种法对42份茄子种质资源进行菌核病抗性筛选。结果表明:经形态学、分子生物学方法鉴定该病原菌为核盘菌〔Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary〕。不同茄子种质类型抗病性存在明显差异,茄子野生种S.torvum、S.sisymbriifolium、S.anguivi表现免疫(I),4份S.aethiopicum表现为高抗(HR)或抗病(R),4份东南亚初级栽培茄(S.melongena subsp.ovigerum)表现中抗(MR),高级栽培茄均表现感病(S)或者高感(HS),而种间杂种表现免疫(I)。茄子野生近缘种具有菌核病抗性基因,且可通过杂交等手段转育利用。

延边烟区烟草菌核病病原菌鉴定及抗性种质筛选

为防控延边烟区烟草菌核病提供基础资料和理论依据,开展了病原菌鉴定及抗性种质材料筛选研究。将收集的病原菌核采用常规方法进行分离、纯化,经致病性测定、形态学特征观察、rDNA-ITS测序比对及基于rDNA-ITS序列的系统发育分析,鉴定病原菌种类;并采用离体叶片法、活体叶片法对61份种质材料进行抗性筛选。结果表明:(1)经形态学、分子生物学方法鉴定该病原菌为核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]。(2)两种方法筛选出31份高感材料、6份中感材料、15份抗病材料,鉴定结果一致率为85.25%,未筛选到免疫和高抗种质材料。延边烟区烟草菌核病病原菌为核盘菌,离体叶片法、活体叶片法可用于苗期烟草种质材料对菌核病抗性筛选。

圆叶葡萄抗性种质及利用

世界范围内,主栽品种病虫害抗性差一直是葡萄产业快速健康发展的限制因子。葡萄根瘤蚜的泛滥曾给欧洲葡萄产业造成毁灭性打击,葡萄霜霉病、白粉病等多种病虫害每年给葡萄产业造成巨大损失,而圆叶葡萄[Muscadinia rotundifolia(Michx.)Small]对多种病虫害均表现为高抗甚至免疫,是非常优良的抗性资源。本文概述了多种葡萄病虫害,重点阐述了圆叶葡萄对霜霉病、白粉病、黑痘病、皮尔斯病等主要病害,以及葡萄根瘤蚜、剑形线虫、根结线虫的抗性种质挖掘,并对相关研究方法、抗性育种技术进展以及抗性种质利用等方面进行综述,提出了现阶段圆叶葡萄抗性育种中需要解决的技术难点。希望本文能增进相关人员对圆叶葡萄的了解,促进圆叶葡萄在我国的进一步推广和利用。

玉米尾孢菌灰斑病抗性种质鉴定及其抗性基因分析

灰斑病是全球玉米的重要病害,特别对中国西南地区玉米的生产造成了严重影响,玉米尾孢菌是中国西南地区玉米灰斑病的主要致病菌种。本研究采用来源广泛的241份玉米自交系构建关联群体,在云南玉米灰斑病重病区进行灰斑病的田间自然发病抗性鉴定;利用覆盖玉米全基因组的单核苷酸多态性(SNP)标记对由241份玉米自交系构建的关联群体进行基因型分析,在此基础上通过全基因组关联分析进行玉米灰斑病抗性基因的定位及其候选基因的预测,为玉米灰斑病抗性育种提供技术支撑。2017-2018年的玉米灰斑病抗性鉴定结果显示,2年共有109份热带/亚热带玉米自交系之间和109份温带玉米自交系材料之间以及材料与年份互作间的差异均达极显著水平;在2017-2018年的抗性鉴定结果中均表现为抗病的材料有44份,均表现为高抗的材料仅有5份。用20586个高质量SNP标记、2年玉米灰斑病表型数据进行全基因组关联分析,结果显示,在P≤0.001(-lgP≥3)条件下,共检测到44个与玉米灰斑病抗性显著关联的SNP位点,其中34个SNP位点对应31个基因,分布在除10号染色体外的其他染色体上。结合已有的连锁定位研究结果可知,在以上31个基因中,除了4个基因外,其余27个基因均分布在已知数量性状座位(QTL)区间内,将这27个基因在生物信息数据库中与已有信息进行比对,共获得8个与抗病相关的候选基因。研究结果可为由玉米尾孢菌引起的玉米灰斑病的抗性育种及其抗性基因的克隆、抗病机制的研究奠定基础。

春小麦赤霉病抗性种质创新的现状及展望

小麦赤霉病是一种重要病害,近几年来在生产上的危害有日益加重的趋势。本文对春小麦赤霉病抗性种质创新的现状、存在的问题作以综述,并指出今后种质创新的策略及展望。

抗烟粉虱大豆种质资源筛选和抗性机制初探

烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)近年来发生日益猖獗、危害日趋严重,防治比较困难,却未被列为主要经济害虫。筛选抗性种质和选育抗性品种是防治烟粉虱的有效措施。本研究对223份大豆种质资源进行了抗烟粉虱鉴定,筛选出滑皮豆等6份抗性较强的种质资源。调查了这223份种质资源的茸毛性状,测定了部分抗感烟粉虱品种的籽粒蛋白质和脂肪含量。结果表明,大豆品种对烟粉虱的抗性与叶片的茸毛性状有密切关系,无茸毛型抗性最强,茸毛紧贴型次之,茸毛直立型较差,茸毛斜立型抗性最差。大豆受烟粉虱危害程度与籽粒蛋白质和脂肪含量有密切关系,蛋白质含量越高受害越严重,脂肪含量越高受害越轻。根据鉴定结果,本研究提出了单叶平均感染烟粉虱0头为免疫,0.1-3.0头为高抗,3.1-10.0头为中抗,10.1-20.0头为中感,20头以上为高感的抗性鉴定标准。

玉米种质对黄曲霉菌抗性的鉴定

以145个玉米自交系作为试验材料,对其籽粒人工接种黄曲霉菌(Aspergillus flavus),根据籽粒的发病情况进行抗性鉴定。结果表明:(1)各玉米自交系对黄曲霉菌的抗性有极显著的差异,在145个自交系中,高抗的8份,中抗的72份,中感的57份,高感的8份;(2)对黄曲霉菌有较高抗性的自交系大多数来自于我国的南方地区;(3)通过辐射处理,对于提高抗性可能有较好的效果;(4)爆裂玉米具有较好的抗性;(5)不同致病菌株接种,抗性反应有差异。

基于国家果树种质南京桃资源圃的桃褐腐病抗性评价

【目的】褐腐病是危害桃果实的最严重病害之一,在采收前后造成大量果实损失,开展桃褐腐病抗性的系统鉴定评价,筛选抗性资源,为褐腐病抗性育种的亲本选配提供遗传资源,是解决栽培品种褐腐病抗性不强的长久之策。【方法】2018—2021年,以国家果树种质南京桃资源圃的种质资源为试材,采收8.0—8.5成熟度的果实,无损接种616份,有损接种505份,观测无损接种的病果率每天增加百分比(%)和有损接种的病斑直径扩展速率(cm·d^(-1)),以平均值和0.5标准差建立9级抗性评价体系,比较不同种质类型、果实类型、来源地的褐腐病抗性,并分析抗性指标与其他果实性状的相关性。【结果】无损接种病果率每天增加百分比为(11.22±5.96)%,变异系数为35.48,基于此指标建立的9级抗性评价体系中,抗性1级(<0.80%)的种质资源缺失,2级(0.80—3.78%)中含有10份抗性较强的种质资源,3级(3.78%—6.76%)134份,4级(6.76%—9.73%)157份,5级(9.73%—12.71%)122份,6级(12.71%—15.68%)73份,7级(15.68%—18.66%)60份,8级(18.66%—21.64%)21份,9级(>21.64%)39份。无损接种病斑直径扩展速率为(1.71±0.21)cm·d^(-1),变异系数为0.18,基于此指标的9级评价体系中,1级(<0.98 cm·d^(-1))含11份种质资源,2级(0.98—1.19 cm·d^(-1))28份,3级(1.19—1.40 cm·d^(-1))72份,4级(1.40—1.61 cm·d^(-1))109份,5级(1.61—1.83 cm·d^(-1))103份,6级(1.83—2.04 cm·d^(-1))82份,7级(2.04—2.25 cm·d^(-1))45份,8级(2.25—2.46 cm·d^(-1))29份,9级(>2.46 cm·d^(-1))26份。无损接种病果率每天增加百分比(y)与有损接种病斑扩展速率(x)的回归为关系为y=6.2073x(R^(2)=0.1839),线性程度较低。分组均值比较发现中国桃野生资源相对具有较强的褐腐病抗性,是抗性资源挖掘的重点。无损接种病果率每天增加百分比与有损接种病斑扩展速率2个指标均与果实带皮硬度(r=-0.234)和去皮硬度(r=-0.240)呈极显著负相关,与单果重(r=0.427)和着色程度(r=0.319)呈极显著正相关,但相关系数较低。【结论】分别建立了基于无损接种病果率每天增加百分比(%)和有损接种病斑直径扩展速率(cm·d^(-1))的褐腐病抗性9级评价体系;筛选出抗侵染能力较强的种质资源10份,抗扩展能力较强的种质资源11份。

联合全基因组关联和转录组分析筛选玉米拟轮枝镰孢穗腐病的抗性候选基因

玉米是我国第一大粮食作物,实现玉米的高产稳产对于我国粮食安全、农业稳定有重要意义。穗腐病是一种严重危害全球玉米的真菌性病害,会造成玉米大幅减产和品质劣变。本研究选用我国玉米穗腐病的优势致病菌拟轮枝镰孢(Fusariumverticillioides),对241份来源广泛的玉米自交系进行2年田间人工接种抗性鉴定,同时利用20,586个高质量SNP标记通过全基因组关联分析(genome-wideassociationstudy,GWAS),鉴定拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点;在此基础上选取对拟轮枝镰孢穗腐病表现高抗和高感的玉米自交系各1份,其籽粒在室内接种拟轮枝镰孢,通过对3个不同侵染时间的籽粒进行转录组测序(RNA-seq),分析抗感材料差异表达基因(differentiallyexpressedgenes,DEGs)及其富集情况;结合GWAS和RNA-seq结果,共同定位筛选抗病候选基因。主要研究结果如下:(1)综合2年田间抗性鉴定结果,筛选到4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,其中含有热带血缘的玉米种质对拟轮枝镰孢穗腐病表现出更好的抗性。(2)2年GWAS分析共检测到26个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性显著关联的SNP位点,其中有18个位点位于前人定位到的QTL范围内。(3) RNA-seq结果表明,抗感材料对病原菌的响应基因不同。与感病材料相比,抗病材料均显示出更多的DEGs,且都有更多的上调基因;在抗感材料特异性DEGs共同富集的GO条目和KEGG通路中,抗病材料中富集到的DEGs占比显著多于感病材料;一些与植物防御病原菌相关的条目和通路也仅在抗病材料中被特异富集。(4)在GWAS检测到的显著关联位点上下游100 kb范围内筛选与转录组DEGs共同定位到的候选基因,结果 16个基因被GWAS和RNA-seq同时检测到;根据这些基因的蛋白功能及相关文献报道,从中预测到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因。综上所述,本研究筛选出4份抗拟轮枝镰孢穗腐病的玉米自交系,来自热带、亚热带的玉米种质可以作为抗逆性品种选育的研究重点;对抗感玉米自交系响应拟轮枝镰孢侵染的DEGs及其相关抗病机制进行了初步解析,联合GWAS和RNA-seq共定位到6个与拟轮枝镰孢穗腐病抗性相关的候选基因,研究结果为玉米穗腐病抗性基因的克隆验证与抗性品种的培育提供了一定的理论依据。

抗除草剂水稻种质创制研究进展

水稻是极其重要的粮食作物,不仅在我国,而且在全球都是如此。杂草是影响稻米产量和品质的主要因素。近些年来,人们在研究和应用除草剂和抗性转基因水稻方面取得了巨大的突破。我国的除草剂正在向环保、绿色、可持续性发展的方向迈进,抛弃了过去粗放式的生产方式,这得益于育苗和种植技术的不断改革。产品的种类、制剂和效能等各个方面都发生了巨大的变化。我国的除草剂产业在近十年逐渐兴起,使用范围也迅猛扩大。本文概述了除草剂的使用现状和发展趋势,以及稻田常用的几种除草剂类型及其作用机理,抗除草剂的主要基因,抗除草剂和转基因水稻的研发进展和应用。

甜菜花叶病及种质资源抗性的研究进展

甜菜花叶病是甜菜生产的世界性病害,可经多种蚜虫非持久性传播。花叶病毒侵染甜菜,嫩叶常出现脉间褪绿的明脉现象,发生皱缩;功能叶片会出现明暗相间的绿色斑驳,进而产生花叶,严重的发生坏死,给甜菜生产造成巨大损失。本研究归纳了BtMV病原及种质资源抗性的研究概况,分析了BtMV病原生物学特性、病原基因组及编码蛋白结构功能,病原介体及病毒复制模式,以及BtMV侵染甜菜植株及叶片的结构与微观变化。总结了当前用于甜菜花叶病的检测方法和甜菜种质资源的花叶病抗性与抗病反应的研究进展。提出了当前甜菜抗花叶病需要深入开展的研究论题,并对甜菜抗花叶病分子机理和基因工程育种进行了展望。为该病的深入性研究,特别是基因工程育种提供参考。

甜菜褐斑病及种质资源抗性研究进展

甜菜褐斑病是由甜菜尾孢菌引起的一种世界性病害,该病主要的防治手段为药物防治、生物防治和抗病育种,其中抗病育种最为有效安全。为了使人们清晰地了解甜菜褐斑病的发病机理和甜菜对褐斑病抗性研究动向。本文综述了甜菜褐斑病菌的分类及其形态特征;褐斑病的发生、防治及致病机理;尾孢菌的抗药性;甜菜对褐斑病的抗性;甜菜抗褐斑病的遗传研究(基因的加性效应和克隆及QTL定位),并对其未来研究做出展望,以期为甜菜褐斑病的抗性研究和防治提供理论参考。

水稻纹枯病改良新抗源YSBR1的抗性评价

从籼粳交后代群体中筛选到一份抗纹枯病水稻新种质YSBR1。多年的大田和温室接种鉴定以及立枯丝核菌毒素对水稻胚根伸长抑制率试验结果均表明,YSBR1的抗性水平极显著高于其他参试品种(系),且稳定、可靠,在大田接种试验中的纹枯病平均病级为2.39±0.23级(按0～9级评价标准),达"抗病"水平。YSBR1的株高为(102±4.32)cm,叶片稍内卷而挺拔,株形优良,生育期适中,在水稻抗纹枯病遗传育种中可有较大研究价值和利用前景。

我国抗除草剂水稻种质创制研究进展

水稻是我国最重要的粮食作物之一,稻田杂草是影响水稻产量和品质的主要因素。随着水稻直播稻等轻简化栽培种植面积的日益扩大,各种除草剂的应用日益普遍,除草剂的用量也逐渐增大,稻田抗性杂草及土壤高残留问题也日益严重。因此,加快各类除草剂抗性水稻种质创制与利用具有重要的意义。本文从除草剂的类型及其作用机理、我国抗除草剂水稻种质创制及应用等方面进行了综述,指出了我国抗除草剂水稻种质创制及应用过程中存在的问题,并对今后抗除草剂水稻种质创制及应用的可能发展方向进行了探讨。

普通野生稻抗源94-42-5-1对稻褐飞虱的抗性评价及其遗传研究

研究了普通野生稻 (Oryza rufipogon Griff.)株系 94 - 4 2 - 5 - 1对稻褐飞虱 (Nilaparvata lugens Stal)的抗性及其遗传规律。 94 - 4 2 - 5 - 1高抗稻褐飞虱生物型 2、印度潘特纳加生物型和越南九龙江生物型 ,其抗性均达到高抗 1级 ,具有对稻褐飞虱抗谱广、抗性强的特点 ,是在 AA染色体组稻种资源中发现的高抗稻褐飞虱抗源之一。抗性遗传分析表明 ,94 - 4 2 - 5 - 1对潘特纳加生物型的抗性为 1对隐性基因遗传 ,对九龙江生物型的抗性受

抗月季根癌病种质资源的筛选与评价

2003年和2004年5月18-20日,以根癌土壤杆菌J-5-1毒性菌株在田间接种了蔷薇属50个材料,以鉴定其 对根癌病的抗性。根据发病率、肿瘤大小、肿瘤干质量以及感病后植株生长状况将植物的根癌病抗性分为高度抗 病、中度抗病、中度感病、高度感病4个类型。重瓣玫瑰、黄刺梅、‘红双喜’、‘火焰’、‘蓝丝带’表现为高度抗病;多 花蔷薇无刺4号、无刺3号、粉团蔷薇、白玉堂等17个材料为中度抗病;荷花蔷薇、多花蔷薇无刺11号、月季花、‘梅 郎口红’‘金玛丽’等17个材料为中度感病;香水月季、‘曼海姆’、‘摩纳哥公主’、‘杨基歌’‘桔红潮’等11个材料 则表现为高度感病。为克服田间鉴定的各种限制因素,对根癌病抗性的离体接种鉴定方法作了探讨。结果表明:离 体嫩梢接菌后所产生的瘤状愈伤组织量可以作为区分材料根癌病抗性的依据,离体接种与田间接种鉴定结果基本 一致。

普通菜豆镰孢菌枯萎病抗性种质资源筛选及全基因组关联分析

普通菜豆镰孢菌枯萎病是严重制约菜豆(Phaseolus vulgaris)产量的主要病害之一。采用下胚轴双孔注射法对601份普通菜豆种质资源进行枯萎病抗性鉴定,共筛选出4份高抗材料。在此基础上,基于分布在全基因组上的3765456个单核苷酸多态性(SNP)标记,进行全基因组关联分析,以P<1×10^(–5)为阈值。结果检测到57个显著关联的SNP位点,分布于1、2、6、8和11号染色体上;共获得8个显著关联区域,其中位于1号染色体上的区域1包含SNP最多(48个),最显著SNP P值为2.18E–07。在8个显著关联区域中,共检测到186个基因,其中157个基因有注释信息,编码过氧化物酶、抗病蛋白、转录因子和蛋白激酶等。结合KEGG富集分析和序列同源性比对,鉴定出9个候选基因可能与抗性相关。

茄子对青枯病的抗性机制研究现状与展望

茄子是世界上重要的蔬菜和经济作物,也是仅位于马铃薯、番茄、辣椒之后的第四大茄科作物;由茄科雷尔氏菌引起的茄子青枯病是当前茄子产业重要的毁灭性病害;国内外学者一直致力于茄子抗青枯病种质资源收集鉴评、创新利用、遗传定位、分子标记开发、功能基因挖掘、抗病育种应用等研究,茄子抗青枯病的分子机制研究是当今世界上植物抗病研究的热点和难点之一。文章在茄子主要的青枯菌致病类型、抗青枯病的细胞生物学机制、种质资源筛选与遗传规律研究、QTL定位与分子标记开发,抗病基因分离鉴定及功能研究以及基于多组学分析茄子抗青枯病基因挖掘的策略等方面的研究进行概述,系统阐述了当前茄子青枯病研究的现状。随着茄子基因组、重测序、转录组等多组学数据的完善,以及新兴分子生物学技术的发展,提出以栽培种茄子为抗源的种质资源创新和基因挖掘、基因编辑以及分子育种的研究和应用等发展方向,以期为进一步揭示茄子抗青枯病的分子机制研究和利用基因工程手段解决抗青枯病难题提供参考。