湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测

赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的小麦穗部病害,严重危害小麦生产,抗赤霉病品种选育是减轻其危害的重要途径之一。本研究以湖北省不同时期审定的59个小麦品种和选育的7份优异品系为材料,采用喷雾接种对其进行田间赤霉病抗性鉴定,并利用抗性基因Fhb1功能性分子标记和主效抗性基因(Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc-2DL)连锁分子标记对供试材料进行检测,分析其遗传分布和利用状况;同时分析湖北小麦品种(系)赤霉病抗性、株高和小穗密度等性状年代间的差异。结果表明,16份供试材料赤霉病抗性水平达到中抗,占比24.2%,以810619品系抗性最好,病情指数略低于苏麦3号;42份材料达到中感,占63.6%。分子检测结果显示,仅鄂T45048携带Fhb1;鄂麦11、鄂麦18和810619等29份材料(43.9%)可能携带Fhb5和QFhs.crc-2DL单个或2个抗性基因,说明这2个抗性基因在湖北小麦赤霉病抗性育种中得到了较多应用。赤霉病抗性与株高的相关性分析结果显示,近15年湖北小麦品种株高持续降低,但其与赤霉病抗性无显著相关。研究结果为明确湖北小麦品种赤霉病抗性水平和分子遗传基础提供了参考。

冬瓜枯萎病抗性鉴定及枯萎病菌胁迫下生理响应差异分析

为明确不同冬瓜品种枯萎病抗性,探究抗病、感病品种在枯萎病菌胁迫下的生理生化响应差异,以52份江西地方冬瓜品种为试验材料,通过苗期人工接种枯萎病菌鉴定其抗性强弱,并对抗病、感病品种在枯萎病胁迫下生理响应差异进行分析。抗性鉴定结果表明:不同来源的冬瓜品种枯萎病发病程度出现较大差异,鉴定获得具有高抗枯萎病特性材料2份,高感材料20份。生理响应差异结果表明:枯萎病胁迫明显抑制抗病、感病冬瓜幼苗的光合作用,且与抗病品种相比,感病品种受影响较大。抗病品种光合作用降低是由气孔限制因素导致的,而感病品种是由非气孔限制因素引起的。抗病品种冬瓜叶片生理和生化指标均出现不同程度上升,响应差异较大。抗病品种较感病品种表现为过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性较强,丙二醛(MDA)含量较低,细胞膜脂过氧化伤害较轻;感病品种超氧阴离子(O_2·~-)产生速率呈上升趋势,抗病品种表现为侵染后期急剧上升。该研究结果可为冬瓜抗病育种及抗枯萎病作用机理提供科学依据。

不结球白菜抗根肿病种质资源的创制和抗性鉴定

以抗根肿病大白菜和不结球白菜为试材进行杂交,通过连续五代回交转育和自交分离纯化,创制了抗根肿病不结球白菜新种质2份,编号为BC20和Q20,并进行了比较试验。结果表明:创制的2份新种质综合农艺性状接近不结球白菜;属于中箕类型;生长势强;叶片绿色,宽椭圆;叶柄匙形,中长较窄,浅绿;BC20叶面较平整,Q20叶面略皱。该种质的创制为进一步培育抗根肿病不结球白菜新品种奠定了资源基础。

不同菜心品种对软腐病的抗性鉴定

【目的】近年来,随着菜心栽培面积扩大和重茬现象的出现,菜心病害逐年加重,其中软腐病是危害菜心的主要病害之一,严重影响其产量和品质。通过接种软腐病病菌对菜心品种进行抗病性评价,以期筛选出抗病品种。【方法】采集具有典型软腐症状的菜心病样,通过组织分离、形态学和分子生物学方法进行鉴定,获得软腐病病菌。以52份不同菜心品种为试验材料,采用苗期喷雾接种法进行接种:用刀片在菜心茎部轻划2个约5mm刀口,使用小型手持喷雾器将1×108CFU/mL菌液喷到伤口表面,接种完成后3 d,测定病情指数和软腐病分级,评价52份菜心品种的软腐病抗性水平。【结果】经组织分离得到分离物,经柯赫氏法则验证菌落形态特征、16S rDNA序列分析表明,菌株为菜心软腐病致病菌,在NA培养基上形成的菌落呈圆形、半透明、乳白色、中心突起、边缘平滑,能使菜心的组织腐烂,接种于菜心苗后叶片呈湿腐萎蔫症状。52份材料中,大多数菜心品种对软腐病的抗性存在显著差异,其中,高感材料35份、感病材料16份,整体而言,高感或感病材料占98.1%;中抗材料1份(丰裕4号菜心);无高抗或免疫品种。上述结果表明,52份菜心品种中抗软腐病的材料较少,这可能是广东省菜心软腐病发病较严重的原因之一。【结论】52份菜心品种中,软腐病高感或感病材料占98.1%;中抗材料1份;无高抗或免疫品种,可为选育和推广抗软腐病的菜心品种提供科学依据。

不同花生品种黑斑病抗性鉴定

通过田间自然病圃鉴定法对河南省新选育的20个花生品种进行黑斑病抗性鉴定,筛选抗黑斑病品种,为安阳市花生推广种植提供参考。结果表明,不同花生品种对黑斑病抗性存在明显差异,筛选获得高抗品种1个(豫花47号)、抗病品种2个(安花10号、开农31号)、中抗品种4个(周花8号、商花228号、豫花154号、豫花148号)、感病品种12个、高感品种1个(信花11号),未发现对黑斑病完全免疫的品种。豫花47号、安花10号、开农31号对黑斑病的抗性较好,可以在安阳市推广应用。

大麦条纹病抗性鉴定及与SSR标记的关联分析

大麦条纹病是对大麦产量及品质影响最为严重的病害之一,为探明我国不同来源的大麦种质对条纹病的抗性差异并挖掘与大麦抗条纹病相关联的候选标记,本研究利用97个SSR标记对137份大麦品种进行遗传多样性及群体结构分析,并结合抗性鉴定结果进行关联分析。结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出18份免疫、27份高抗、28份中抗、42份中感和22份高感大麦材料;在97对SSR引物中挑选出85对多态性较好的引物,85对SSR标记共检测到651个等位变异,平均每个标记为7.57个;SSR标记的基因多样性指数变幅为0.0401~0.8646,平均值为0.5799;多态性信息含量变幅为0.0393~0.8498,平均值为0.5155,137份大麦材料的遗传距离范围为0.1021~0.4807,平均值为0.2774;聚类分析及群体遗传结构分析均将137份大麦种质分为4大类群;根据一般线性模型(GLM,general linear model)共获得7个与大麦抗条纹病显著关联的标记(P<0.05),解释率在5.80%~17.89%之间,其中标记EBmatc0039的解释率最高;标记EBmac77和MGB357与大麦条纹病抗性呈极显著相关(P<0.01),二者在一般线性模型中解释率分别为6.07%和9.60%。本研究结果可为大麦抗条纹病育种提供参考。

辣椒种质资源炭疽病抗性鉴定与遗传分析

辣椒是我国重要的蔬菜作物兼经济作物。炭疽病严重危害辣椒生产,选育抗病品种是最根本有效的防治措施。本研究利用18份干椒用辣椒自交系材料,选用红熟期果实,对5种辣椒炭疽病病原菌进行致病性鉴定,筛选出强致病菌株,并应用其对529份辣椒材料进行了炭疽病人工接种抗性鉴定。结果显示,402份干椒用辣椒自交系材料中,1份表现为免疫,1份表现为高抗,29份表现为抗病,62份表现为耐病,其余309份均表现为感病;127份干椒用杂交组合材料中,3份表现为免疫,1份表现为高抗,23份表现为抗病,24份表现为耐病,其余76份均表现为感病。利用炭疽病抗性差异显著双亲构建的重组自交系群体,采用植物数量性状主基因-多基因遗传分析方法,对辣椒炭疽病抗性进行了遗传分析,结果显示多基因加性上位性遗传模型为最优模型。

海岛棉种质资源遗传多样性及对黄萎病的抗性鉴定

【目的】通过田间抗病性与室内苗期抗病性联合鉴定和分析,掌握海岛棉种质资源的抗病性分布状况,为筛选出黄萎病的高抗资源提供基础。【方法】以本课题组的238份海岛棉种质资源为鉴定对象,于2023年在库尔勒和阿瓦提通过自然病田小区试验,并联合室内苗期接菌的方法,对海岛棉资源进行黄萎病抗病性鉴定和评价。【结果】对238份海岛棉种质资源的15个指标遗传多样性分析,变异系数范围为2.00%~36.97%,均值为16.05%。于不同环境进行抗性鉴定发现变异系数范围为8.40%~71.06%。结合4个不同环境分析未鉴定到对黄萎病完全免疫及高抗的种质资源材料,鉴定出30份抗病材料,194份耐病材料,14份感病材料。【结论】海岛棉种质资源对大部分黄萎病都具有抗耐性,可从海岛棉种质资源中鉴定和选育对黄萎病抗性强的种质资源。

湖南栽培油菜品种根肿病抗性鉴定及防控

油菜根肿病是由芸薹根肿菌引起的严重影响油菜生产的土传病害,为鉴定评价不同油菜品种对根肿病的抗性与寻找防控方法,进行温室盆栽试验与田间病圃试验综合评价。结果表明,供试的105个油菜品种对根肿病的抗性存在差异。温室盆栽试验中,37个品种表现为感病,占供试品种总数的35.24%;68个品种表现为高感,占供试品种总数的64.76%。大田试验中,4个品种表现为抗病,占供试品种总数的3.81%;47个品种表现为感病,占供试品种总数的44.76%;54个品种表现为高感,占供试品种总数的51.43%。在盆栽试验和大田试验中,100 g/L氰霜唑悬浮剂稀释1000倍的防治效果分别为67.37%和78.79%,1 kg土壤添加1.2 g生石灰的防治效果分别为45.52%和49.75%。结果对于油菜栽培品种的选择与根肿病的防控具有一定参考价值。

板栗黄化皱缩病检测方法优化及10个板栗品种抗性鉴定

为优化板栗黄化皱缩病检测方法,明确10个板栗品种的抗性,通过对巢式PCR引物添加量、退火温度的优化,结合植原体检出率和田间病情指数进行抗性评价。结果表明,巢式PCR在引物添加量为1.0μL、退火温度为54℃时,板栗植原体检出率最稳定;在毒源树嫁接400 d后,供试板栗品种均检测出植原体,其中‘燕山早丰芽变’叶片中植原体检出率最高,发病情况最严重,‘燕丽’叶片中植原体检出率最低,发病情况最轻;相关分析表明,植原体检出率和田间病情指数呈极显著正相关,相关系数为0.907,其线性回归方程为Y=0.276X+1.610;根据2种评价方法将供试板栗品种分为高抗、中抗和高感品种,其中‘燕秋’‘燕紫’‘燕龙’‘燕丽’为高抗品种,‘燕山早丰芽变’为高感品种。研究初步明确了10个板栗品种对黄化皱缩病的抗性差异,为选用抗性品种提供了基础数据。

基于PMMS-Net和叶绿素荧光成像的绿豆叶斑病抗性鉴定方法

考虑到相近发病指数的绿豆叶片病斑区域特征区分不明显,在检测类似大小的病斑时,使用固定尺度的卷积核检测效果不是很好,故设计一种并行多分支多尺度卷积神经网络(PMMS-Net)模型。该模型先使用并行多分支多尺度特征融合模块获取丰富的病斑特征;然后采用坐标注意力机制,使模型能更好地定位到病变区域,实现对感兴趣区域的选择性强调;最后使用特征充分提取模块,将深度可分离卷积与普通卷积结合,实现对特征的充分提取,进一步优化特征提取效果。试验数据集由绿豆叶斑病的叶绿素荧光图像构成,其中包含五种抗性类型的绿豆叶斑病图像。结果表明,本文提出的方法在试验数据集上训练迭代1000次,所耗费时间仅比AlexNet多0.8倍,验证准确率却比AlexNet高出18.9%,本模型在该数据集上的验证准确率为87.8%,平均特异度为96.92%,参数内存仅为0.54 MB。本文提出的方法有利于将该模型部署在移动终端等资源受限的嵌入式设备上,为绿豆叶斑病的抗性鉴定提供一种新方法。

冬瓜枯萎病菌的分离、鉴定及冬瓜种质抗性鉴定

冬瓜在瓜类蔬菜生产中占有重要地位,而枯萎病严重威胁冬瓜的安全生产。通过病原菌致病力测定、形态学特征观察、培养特性比较,以及基于翻译延伸因子(TEF-1α)的系统发育分析,对采自广东、广西等地的冬瓜枯萎病病原菌进行鉴定,将引起冬瓜枯萎病的病原鉴定为尖孢镰刀菌冬瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.benincasae)。在此基础上,选取致病力较强的冬瓜枯萎病菌株,以不同冬(节)瓜资源为材料,采用苗期灌根接种法对所收集的26份小冬瓜资源、47份节瓜资源和74份大冬瓜资源进行抗病性鉴定。结果表明,147份冬(节)瓜资源的抗性鉴定结果差异相对较大,且不同冬(节)瓜资源间的枯萎病发病率存在显著差异,其中26份小冬瓜资源中没有1份高抗材料;47份节瓜资源中有2份高抗材料(JG-25和JG-33),占比4.26%;74份大冬瓜资源中有4份高抗材料(DDG-19、DDG-32、DDG-40和DDG-74),占比5.41%。研究结果为抗枯萎病冬瓜种质资源的筛选及瓜类枯萎病抗性遗传育种提供参考。

甜瓜种质资源对甜瓜坏死斑点病毒病的田间抗性鉴定

由甜瓜坏死斑点病毒(melon necrotic spot virus,MNSV)侵染引起的甜瓜坏死斑点病毒病在我国多地发生,严重影响着甜瓜的产量与品质。以392份来自国内外的甜瓜种质为试验材料,采用田间自然发病的方法,于果实定形期进行发病情况调查,计算发病率、病情指数、相对抗性指数。结果表明,392份甜瓜种质资源中有高抗材料296份,中抗材料50份,中感材料25份,高感材料21份。其中,302份厚皮甜瓜自交纯系中表现高抗的种质有245份,占81.13%;26份地方品种厚皮甜瓜自交系中表现高抗的种质有14份,占53.85%;8份地方品种薄皮甜瓜自交系均为高抗种质资源;11份国外种质资源中表现高抗的种质有8份,占72.73%;31份国内F1代中表现高抗的种质有15份,占48.39%;14份国外F1代中表现高抗的种质有6份,占42.86%。

小麦种质资源茎基腐病抗性鉴定及定位分析

采用小米培养基接种法对163份当前推广的小麦种质资源进行室内和田间茎基腐病抗性鉴定。结果表明,没有鉴定出高抗和免疫的小麦材料,但是不同材料的抗性能被明显区分,群体抗性整体上呈现正态分布趋势,室内鉴定病情指数分布在13.28~83.33之间,田间鉴定病情指数分布在10.27~73.89之间。室内和田间鉴定结果较稳定,两环境病情指数的相关系数为0.79,说明室内鉴定结果可较好反映田间抗性情况。全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study)显示,显著SNP广泛分布于小麦各条染色体上,其中2A上最多,集中在725~763 Mb区段内。进一步集群分离分析法(BSA,bulked segregant analysis)结果显示,显著SNP集中在2A上的730~750 Mb区段内。综合来看,小麦2A染色体上730~750 Mb区段内可能存在显著调控小麦茎基腐病的抗性基因。本研究能够为小麦茎基腐病抗性材料筛选及抗病位点挖掘提供重要的参考意义。

粮食作物真菌类病害及其抗性鉴定方法研究进展

真菌类病害对作物影响很大,会导致作物减产,甚至绝收,培育抗病品种尤为重要。文章综述了三大粮食作物水稻、小麦和玉米上经常发生的真菌类病害及其接种鉴定方法,分析作物的高效抗病鉴定标准,为真菌类病害的接种鉴定、我国主要粮食作物的抗病研究和品种培育提供依据。

玉米穗腐病的抗性鉴定与抗性基因定位研究进展

玉米是我国第一大粮食作物,其生长过程中易受多种病害影响,其中穗腐病是常见病害之一,会造成玉米产量损失和品质下降。该病害致病菌种类繁多、致病机理复杂。从经济、安全、有效的角度,抗病育种无疑是最佳选择。因此,围绕玉米种质资源对穗腐病的鉴定评价和抗病位点发掘进行总结,对加快抗病育种具有一定的促进作用。本文从玉米穗腐病的危害和防治、国内外穗腐病优势致病菌、我国各区域优势致病菌、国内外已鉴定的抗穗腐病资源,以及通过连锁分析和全基因组关联分析方法定位出的抗病位点进行了综述,并对玉米穗腐病的抗性育种进行展望,为今后开展玉米穗腐病相关研究提供参考。

马铃薯后代材料晚疫病的抗性鉴定

为筛选出农艺性状优良且抗病性较好的后代材料,本试验对60份马铃薯“青薯9号”与“大西洋”杂交后代材料的离体叶片进行4种不同菌株的接种,分析4种菌株接种后的病斑面积及抗性等级,并利用LAMP技术对接种不同天数的离体叶片进行扩增检测。结果表明在60份后代材料中,高抗有6份,抗性有11份,中抗有17份,感病有24份,高感有2份。表现抗病的后代材料一共有34份,均具有广谱性,其中18份后代材料对4种菌株均产生抗病,16份后代材料对3种或2种菌株产生抗病,对4种菌株表现抗性的后代材料的广谱性比对3种或2种菌株表现抗性的后代材料高。利用LAMP技术检测接种1~5 d内及5 d后离体叶片的晚疫病菌,其扩增检测结果一致,均呈蓝色,为阳性。综上,本研究筛选的马铃薯后代材料可为抗病育种提供品种参考,LAMP技术能够对马铃薯晚疫病达到早期鉴定及预警的目的,为马铃薯晚疫病早期防治提供技术支持。

小麦新品种周麦47和周麦48对赤霉病抗性鉴定及抗病机制分析

赤霉病是小麦最严重的真菌性病害之一,发病时会导致小麦穗轴发黑,籽粒干瘪,甚至整穗死亡,严重影响小麦产量,其产生的毒素积聚在籽粒中还会严重影响人畜健康,故有小麦“癌症”之称。选用抗性品种苏麦3号、宁麦9号和易感品种周麦18和偃展4110作为对照品种,采用单花滴注法对试验品种进行侵染,通过表型观察、抗性指标统计以及抗性基因表达水平检测,鉴定周麦47和周麦48的抗性并初步分析其抗病机制。结果表明,周麦47对赤霉病的抗性处于高抗水平,周麦48处于中抗水平;同时,苏麦3号、周麦47、周麦48、宁麦9号、周麦18、偃展4110的赤霉病抗性与基因TaSnRK1α、TaAOS、TaUGT3、TaLTP9、TaNOX10的表达水平存在较强的相关性。说明周麦47和周麦48的赤霉病抗性同苏麦3号及宁麦9号均存在遗传学上的数量性状特征,基因TaSnRK1α、TaAOS、TaUGT3、TaLTP9、TaNOX10可能在周麦47和周麦48响应赤霉病方面发挥关键的正调控作用。结果可为农业生产和育种过程中优质种质资源的选择提供科学依据。

480份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

为了解现有小麦品种(系)对条锈病的抗性水平和条锈病抗性基因的利用情况,寻找新的条锈病抗源,收集不同生态区小麦品种(系)480份,田间接种当前流行生理小种(CYR32、CYR33和CYR34)混合菌种进行成株期条锈病抗性鉴定,同时调查叶锈病和白粉病田间自然发病情况,并利用已知小麦多效抗病基因位点Yr18/Lr34/Sr57/Pm38(7DS)、Yr29/Lr46/Pm39/Sr58(1BL)和Yr30/Lr27/Sr2/Sb3(3BS)的KASP标记进行抗条锈病基因检测。结果表明,供试的小麦种质中,有35份种质接种后对条锈病表现免疫,占参试种质的7.29%;69份种质表现高抗,占14.38%;79份种质表现中抗,占16.46%;其他297份种质表现中感或高感,占61.88%;含有Yr18基因抗性条带的种质有13份,含有Yr29基因抗性条带的种质有10份,含有Yr30基因抗性条带的种质有7份,同时携带2个抗性基因的种质有3份,没有同时携带3个抗性基因的种质。综上,480份小麦种质成株期条锈病抗性表现为抗病的有183份,占比38.12%,携带多效抗病基因的种质27份。携带Yr18或Yr30基因的种质对现有条锈病生理小种具有抗性,而Yr29基因的抗性水平已部分丧失。

24份农艺性状优异割手密黑穗病抗性鉴定及Bru1基因分子检测

【目的】筛选抗黑穗病和褐锈病的割手密种质,为甘蔗黑穗病和褐锈病抗病亲本选育提供理论参考。【方法】采用人工浸渍接种法及与褐锈病基因Bru1紧密连锁的2个分子标记,分别对24份割手密进行甘蔗黑穗病和褐锈病抗性鉴定。【结果】结果表明,试验的割手密材料表现出较强的抗黑穗病能力,有16份材料表现1级高抗,5份材料表现2级抗病,3份材料表现3级抗病;分子检测结果显示,有7份材料含有Bru1基因,占参试材料的29.17%。【结论】本研究筛选出的高抗黑穗病且兼含Bru1基因的种质,是培育抗黑穗病和抗褐锈病的甘蔗品种(亲本)的良好抗源材料。