大豆根茎过渡区弯曲突变体M_(rstz)的鉴定与基因定位

植物根茎过渡区(root-stem transition zone,RSTZ)将根和茎相互连接,其发育形态决定了大豆的地上部株型和抗倒伏潜力。本研究通过EMS诱变获得一个RSTZ弯曲或旋转的大豆突变体M_(rstz),其形态特征能够稳定遗传,是探究大豆茎秆发育规律的特异材料。将该突变体和栽培大豆中黄13杂交构建重组自交系群体,对群体中直立和弯曲型后代的RSTZ进行解剖结构比较,发现弯曲型株系比直立型株系的维管形成层较宽、次生木质部细胞层数较多、细胞形状不规则,表明维管组织分化可能是导致RSTZ形态发生差异的重要因素之一。进一步对化学组分测定发现,木质素和粗纤维含量越高越不易弯曲。选取RIL群体中弯曲型和直立型2种极端株系进行BSA-Seq,采用SNP-index和InDel-index关联分析方法鉴定到调控RSTZ形态的关联区域Chr19:43030943~45849854,该区间共含有319个基因。结合生物信息学分析、基因注释信息和表达丰度分析筛选到7个候选基因,分别为Glyma.19G170200、Glyma.19G201500、Glyma.19G187800、Glyma.19G178200、Glyma.19G197000、Glyma.19G179100、Glyma.19G196900。其中,Glyma.19G187800、Glyma.19G178200和Glyma.19G196900在大豆驯化中潜在影响RSTZ形态建成。本研究为解析大豆RSTZ组织形成及其遗传基础提供了材料基础,并为挖掘调控大豆茎秆发育基因提供新的见解。

大豆芽期拟茎点种腐病鉴定体系构建及抗性种质筛选

【目的】以具有拟茎点种腐病不同抗性水平的大豆为试材,建立准确快速的大豆芽期室内病害鉴定体系,并基于170份自然群体大豆筛选出高抗病性品种,为大豆拟茎点种腐病的快速高通量鉴定和抗性品种培育提供方法及材料基础。【方法】选取已报道拟茎点种腐病抗性品种齐黄34、感病品种Williams,以及中作09-560、z13-631-2、ZDD26268、辰溪青皮豆1和通县黄豆,挑选各品种大小均一、种皮完好的种子,经过消毒后于黑暗中发芽,在不同萌发时长后分别接种拟茎点种腐病病原菌24、48、72和96 h,统计不同侵染时长下种子表层的菌丝覆盖率与种子腐烂率,确定评价大豆拟茎点种腐病的最适鉴定时期。随后,以该时期的种子表层菌丝覆盖率和种子腐烂率作为评价指标,对自然群体170份不同大豆种质进行抗性鉴定,并划分5个抗病等级,筛选出高抗病性品种。【结果】以种子表层的菌丝覆盖率和种子腐烂率作为评价指标,发现不同抗性水平的大豆在萌发96 h后接种拟茎点种腐病病原菌表现出最为明显的表型差异;进一步比较侵染24、48、72和96 h后的发病情况,发现侵染72 h后的不同品种之间抗病差异最为明显,因此,确定萌发96 h后的芽期大豆侵染72 h为评价不同品种拟茎点种腐病抗性水平的最适时期,随后对170份大豆自然品种进行拟茎点种腐病抗性鉴定,并划为高抗、中抗、中感、感病、高感5个抗病等级,其中Ⅰ级(高抗)品种30个、Ⅱ级(中抗)品种51个、Ⅲ级(中感)品种71个、Ⅳ级(感病)品种4个、Ⅴ级(高感)品种14个,表明大豆种质资源对拟茎点种腐病抗性存在广泛变异。【结论】以萌发96 h后的芽期大豆侵染病原菌72 h作为最佳鉴定时期、种子表层的菌丝覆盖率和种子腐烂率作为拟茎点种腐病的评价指标,该鉴定体系具有较高的准确性与可靠性,可为不同品种室内快速高通量鉴定提供有效方法,进一步筛选出30个高抗种质可为抗病品种选育提供材料基础。