采用SLAF-seq技术开发甘蓝型油菜霜霉病抗性SNP位点

由寄生霜霉(Hyaloperonospora parasitica)引起的油菜霜霉病(downy mildew)是油菜主要病害之一。本研究通过将抗霜霉病和感病亲本油菜杂交、F_1自交,得到F_2分离群体,构建抗、感病混池,采用BSA和SLAF(specific length amplified fragment sequencing)技术开发甘蓝型油菜霜霉病抗性相关分子标记。参考已公布油菜(Brassica napus)基因组设计酶切方案,构建SLAF文库并进行双端测序,共开发出132 519个SLAF标签,再通过分析SLAF标签的多态性,检测到264 256个SNP位点。利用SNP-index方法定位关联区域,分析关联区域内的基因在两个亲本之间SNP,对这些SNP进行变异的注释,发现2个非同义突变的SNP,分别是BDsnp01和BDsnp02。经验证,这2个SNP位点是与霜霉病抗性相关的并且在亲本和F2中稳定遗传。使用SNAPER软件设计2对特异引物能够利用电泳直接检测这两个SNP。

28个大白菜品种对根肿菌不同菌株的抗性反应及抗病基因位点检测

为了解白菜品种抗性特征和抗病基因类型之间的关系,以我国油菜主产区存在的2、4和13号小种,以及来自湖北恩施、四川德阳、河北唐山、河南南阳4个地点的未知小种为病原,采用温室人工接种方法,鉴定了28个大白菜品种对8个不同根肿菌菌株抗病性,同时利用已知的7个抗根肿病基因(Crr1、Crr2、Crr3、CRa、CRb、CRc、CRk)分子标记检测不同品种所含的抗病基因位点。研究结果表明:供试的28个大白菜品种,27个品种对不同菌株表现出一定的抗病性,品种根王F1对所有菌株表现感病。CR春福等10个品种对所有菌株表现抗性;CR-凉春等12个品种只对一个菌株感病,其中9个品种只对恩施菌株感病。分子标记检测结果显示,感病品种根王F1中未检测到抗病基因位点,其余27个大白菜品种共检测到Crr2、Crr3、CRa、CRb、CRk五个抗病位点,CRk在抗病品种中普遍存在,但Crr3仅在CR春福中检测到杂合抗病位点。总体而言,抗病位点较多的品种对不同地方菌株抗性强,少数品种存在例外,包括含有多个位点仍表现感病(含有4个抗病位点的CR-黄心F1对4号、2号、13号生理小种表现感病)和仅含有1个位点但表现抗病(德高CR117和荣耀只检测到CRk抗病位点但对所有菌株都表现出抗性)两类情形。说明大白菜对根肿病抗性及植物病原互作的复杂性,有待深入研究。

油菜蕾薹期和花期菌核病接种方法比较

核盘菌引起的菌核病是油菜重要病害。为建立快速有效的油菜菌核病抗性鉴定方法,在油菜花期采用4种人工接种方法测定了5种油菜资源对菌核病的抗病性,并分析采用不用接种方法测定的病斑大小之间的相关性。这4种方法分别为:离体叶片接种、离体茎段接种(牙签法)、活体茎秆接种(牙签法)、活体叶柄接种(吸头法)。这4种接种方法中,离体叶片接种法与其余3种方法的鉴定结果均没有显著相关性;采用叶柄接种法,接种后11 d和19 d的病斑长度与离体茎段接种3 d和7 d的病斑长度之间的相关性显著(P<0.05),相关系数分别为0.866和0.821,与活体茎秆接种7 d和15 d的病斑长度极显著相关(P<0.01),相关系数分别为0.952和0.987。结果表明移液管介导的叶柄接种是一种便捷、可靠的油菜菌核病抗性鉴定方法。

四种复配茎叶除草剂对冬油菜田杂草防效及产量的影响

比较了4种复配茎叶除草剂油宝、油力、油达和油喜对冬油菜田的除草效果、产量影响和经济效益。结果表明,油宝、油力、油达和油喜对禾本科杂草及猪殃殃(Galium spurium)有显著兼除效果,施药60 d后杂草鲜重防效均在98.0%以上,对阿拉伯婆婆纳(Veronica persica)防除效果差。油菜喷施油宝、油力、油达和油喜株高分别降低4.64%、4.96%、2.61%和2.99%;一次有效分枝数分别增加5.88%、7.84%、13.73%和13.73%;有效角果数分别增加5.21%、4.69%、7.33%和9.02%;产量分别增加7.64%、7.31%、9.63%和14.62%。扣除农药和劳动力成本,每公顷油菜分别增收275.0、175.0、350.0、665.0元。

甘蓝型油菜MYB28转录因子对根肿菌和水杨酸的响应特征

MYB转录因子参与植物的生长发育和逆境胁迫过程,在植物防御相关信号反应中起着重要的调控作用。为了明确MYB28在油菜与根肿菌互作中的作用,对感病甘蓝型油菜中双11中MYB28家族基因在根肿菌接种以及水杨酸处理后的表达模式进行了分析。不同组织表达模式分析显示,相比于根和叶,BnaMYB28在茎和种子中的表达水平更高;BnaMYB28基因在根肿菌和外源水杨酸处理下均有不同程度的表达响应,外源水杨酸处理下BnaMYB28-1和BnaMYB28-3上调表达,BnaMYB28-2表达则受抑制。根肿菌侵染后,BnaMYB28-1在整个侵染期表达量均显著上调,但在加入水杨酸后表达被显著抑制;BnaMYB28-3表达量在接菌后7 d和28 d显著上调,在关键皮层侵染期(接菌后14 d)表达量与对照组相比没有变化,但在施加水杨酸处理后表达量显著上调。综上,外源水杨酸能正向调控BnaMYB28-1和BnaMYB28-3表达,BnaMYB28-3可能通过水杨酸信号路径参与油菜与根肿菌的互作。

江汉平原油菜根肿病流行规律及栽培应对措施

以枝江市问安镇龚桥村为例,采用普查和抽查方法,研究2008-2017十年间江汉平原油菜根肿病流行规律,分析土壤条件、栽培措施等因素对其爆发的影响。在前期研究基础上,采用随机区组设计方法开展无病苗分期播种移栽、苗床消毒、根际施肥用药等田间试验,优化防治技术。调查结果表明,江汉平原油菜根肿病扩散蔓延速度快,3～5年内连片发作,危害严重;机械作业是该病远距离传播扩散的主要原因,土壤酸化是其流行爆发的基础。田间试验结果表明,培育无病苗后移栽到病田避病效果明显,菜籽产量损失小,9月中下旬育苗,10月中下旬移栽,重病田块能获得2 500kg/hm^2左右的正常产量;根际施用氰氨化钙和氰霜唑显著降低根肿病病情指数,防效分别为50%、90%,两者同时施用防效达100%;苗床氰氨化钙焖棚、火土灭菌、氟啶胺、氰霜唑淋土防治效果分别为100%、96%、76%、62%。基于江汉平原地区水稻土对根肿病极度敏感,在农业机械化生产的背景下,提出油菜根肿病防控应以预防为主。为了减少防治成本,提高防治效果,建议可将氰氨化钙等碱性钙肥丸粒化,作为种肥和底肥集中施用于根际周围;在此基础上无病和轻病田用氰霜唑种子包衣后直播,重病田块用氟啶胺进行苗床消毒,培育无病苗后移栽。

萝卜根肿病抗感品种间侵染过程及生理生化差异分析

根肿病是十字花科作物的重要病害之一,严重影响十字花科作物(油菜、白菜和萝卜等)的产量和品质。为探究根肿病的抗病机理,为防治十字花科根肿病进行田间早期的诊断预报提供依据,以两个抗病性不同的萝卜品种为试验材料,观察了根肿菌侵染的差异,利用qPCR技术测定了不同时间点根内根肿菌含量,并采用紫外分光光度法测定了其接种根肿菌后根部防御酶活性和可溶性糖含量。结果表明:根肿菌在两个萝卜品种中均发生根毛(初级)侵染,但是仅能在感病萝卜根中完成侵染循环,抗病萝卜没有观察到皮层(次级)侵染。推测次级游动孢子不能分化成休眠孢子囊是抗病萝卜抗病的主要原因。在接种后第25~45 d,感病萝卜根内的菌含量显著增加,抗病萝卜则相反,提示此期间是根肿菌在感病萝卜体内快速繁殖的重要时期。同时,接菌后抗病萝卜根部SOD活性、POD活性和可溶性糖含量高于感病品种,而CAT活性低于感病萝卜,表明较高的SOD、POD活性和可溶性糖含量以及较低的CAT活性对于萝卜的根肿病抗性具有重要的作用。

两种复配茎叶除草剂对冬油菜田间杂草防效和产量影响

油菜是我国及湖北省的主要油料作物,2016年湖北省油菜播种面积为115万hm2,油菜籽总产量为241.6万t[1]。湖北省地处长江中下游地区,受气候、环境条件及栽培制度多样化的影响,油菜田杂草种类较为复杂。

塘泥土对油菜根肿病的影响

通过盆栽接种试验研究了塘泥土对油菜根肿病发生的影响,结果表明,添加塘泥能缓解稻田土中油菜根肿病的发病。在无病稻田土中添加塘泥,根肿菌休眠孢子接种浓度≤10^(3)个/g土时防效100%,根肿菌休眠孢子接种浓度为10^(4)个/g土和10^(5)个/g土时防治效果分别为50%和56%;在带病稻田土中加入塘泥也可以显著降低油菜根肿病发病率和病情指数,接种根肿菌休眠孢子0个/g土和10^(5)个/g土条件下防治效果分别为100.00%和40.43%。