利用KASP标记筛选含rhg1和Rhg4位点的大豆抗病资源

大豆胞囊线虫(SCN,soybean cyst nematode)病是一种世界性大豆病害,培育抗SCN大豆品种是防治SCN的重要措施。本研究利用来自抗SCN主效位点rhg1和Rhg4的2个KASP标记,对487份大豆材料进行筛选,选择含有抗性位点且农艺性状优异的材料;通过室内接种大豆胞囊线虫2号、4号、5号生理小种和新小种X12,进行抗性鉴定验证其抗性水平,为培育抗病品种提供抗源材料。标记筛选结果表明,20份材料含有rhg1和Rhg4这2个主效抗性位点,其中,2份材料仅含有Rhg4位点。表型抗性鉴定结果表明,在接种的22份材料中,有1份材料对3个小种表现中抗,5份材料对2个小种表现抗或中抗。其中,1份材料对2号小种表现抗病、4份表现中抗;2份材料对4号小种表现中抗;4份材料对5号小种表现抗病、14份表现中抗;22份材料对新小种X12均表现出感病或中感。因此,本研究从487份材料中筛选出20份含有2个SCN抗性位点并具优异农艺性状的材料,可通过rhg1和Rhg4位点的累加培育抗病品种。

大豆胞囊线虫抗性候选基因Rhg1的克隆及其功能验证

大豆胞囊线虫(Soybean cyst nematode,SCN)是大豆生产上一种危害严重的世界性害虫,给大豆的产量和品质造成极大的损失。大豆抗性品种选育是其防治措施中最经济、有效的方法。文章拟利用RT-PCR方法克隆得到大豆胞囊线虫抗性候选基因Rhg1,通过构建植物过量表达载体pCAMBIA3301/Rhg1,并采用根癌农杆菌介导的大豆子叶节方法转化大豆东农50。PCR检测草丁膦抗性植株,表明目的基因已经整合到了大豆基因组中;实时荧光定量PCR结果也进一步证实,目的基因在转基因植株中有较高水平的表达丰度。在胞囊线虫的侵蚀下,转基因植株体内的超氧化物歧化酶含量显著高于野生型植株,而丙二醛含量低于野生型植株。研究证实了Rhg1为大豆胞囊线虫的主抗基因,同时为大豆胞囊线虫的分子抗性育种提供理论基础。

抗SCN位点rhg1与Rhg4在种质资源中的单倍型分析及分子标记开发

rhg1和Rhg4是抗大豆胞囊线虫病种质所具有的主要的抗性基因,利用与rhg1和Rhg4位点紧密连锁的SSR标记和SNP标记对15份抗感病大豆种质进行基因分型。结果表明:rhg1位点连锁SSR标记Satt309对抗病种质的检出率为55.56%,Rhg4位点连锁SSR标记Sat_162对抗病种质的检出率为66.67%;rhg1位点序列引物PCR产物630bp位置存在腺嘌呤与胞嘧啶(A/C)突变,感病等位为A碱基,抗病等位为C碱基,在Rhg4位点标记引物SHMT的PCR产物上2 749 bp位置存在胞嘧啶和鸟嘌呤(C/G)突变,感病等位为C碱基,抗病等位为G碱基。rhg1和Rhg4位点内SNP对抗病种质的检出率分别为77.78%和100%。利用高分辨率溶解曲线法设计rhg1和Rhg4位点SNP标记,在扫描温度为65℃起始,60℃保持,94℃终止时可得到理想的分型结果。

中国大豆种质抗SCN基因rhg1位点SSR标记等位变异特点分析

利用与抗大豆胞囊线虫病主效基因rhg1紧密连锁的SSR标记Satt30 9分析 6 34份中国大豆种质 ,以 2 1份美国种质为对照 ,目的是明确我国抗大豆胞囊线虫病种质资源的特点 ,为大豆抗胞囊线虫病种质资源鉴定及抗线育种提供依据。 14 9份免疫或高抗种质和 4 95份感病种质共鉴定出 6个等位变异 ,其中介于 134bp和 14 9bp之间的Satt30 9- 5为新等位变异 ,具有该等位变异的陕西三股条黑豆和山西忻县小黑豆分别免疫和中抗 1号生理小种。对不同等位变异、不同抗性等级和抗不同生理小种种质的分析表明 :92 .13%的感病种质具有 12 5bp、131bp或 14 9bp等位变异 ,抗病种质在各等位变异都有分布 ,但以 12 8bp和 134bp为主 ,在具有这两个等位变异的种质中 ,有 72 .4 6 %表现为抗病 ,且 77.2 7%的免疫种质、87.6 9%的双抗种质和 10 0 %的三抗种质都具有这两个等位变异。16份具有 12 8bp等位变异的种质中有 14份来自山西省 ,另有 2份是黑龙江省和河北省的育成品种 ,推测山西省可能是Satt30 9位点 12 8bp等位变异种质的起源地。本研究结果可为大豆抗胞囊线虫病育种的抗源选择提供一定的参考依据。

大豆抗胞囊线虫病种质rhg_1和Rhg_4位点的单核苷酸多态性(SNPs)

研究以 5 7份中美大豆抗胞囊线虫病种质资源为实验材料 ,利用基于检测微珠的单碱基延伸方法 ,对与大豆胞囊线虫病 (SCN)抗性基因rhg1和Rhg4紧密连锁的SNPs进行分析 ,目的是阐明我国大豆抗性种质在这两个位点的SNPs等位变异分布频率 ,为中国大豆种质抗SCN资源的利用奠定基础。分析结果表明 ,SNPs的抗性等位基因与中国大豆种质综合抗性的关系比不同生理小种的抗性关系更为密切。在rhg1和Rhg4位点 ,美国的 9份抗性种质中 ,有 7份抗性种质的SNPs均为纯合抗病基因型 ,而中国 4 8份抗性种质中有 32份 ,分别占鉴定总数的 77 8%和 6 6 7% ,推测大豆抗SCN种质中 ,以rhg1和Rhg4这两个基因协同作用表现出的抗性可能占多数 ,但还存在其他的抗性机制。

大豆抗胞囊线虫基因Rhg 1和Rhg 4产物基本性质分析与结构预测

抗胞囊线虫病基因是大豆抗病育种的重要基因资源。目前已经在抗胞囊线虫品种中发现了两个对于抗性具有重要贡献的Rhg1和Rhg4基因,但是关于蛋白质结构和功能的信息还很少。本研究注释了RHG1和RHG4完整的结构域特征,二级结构分析显示两蛋白质均采用α/β折叠,蛋白激酶结构域的空间结构采用与所有真核生物的丝氨酸/苏氨酸及酪氨酸特异性蛋白激酶的核心相同的折叠方式.具有类似结构特点。

寄主对大豆孢囊线虫抗性相关基因功能研究进展

大豆在我国国民经济中扮演着重要角色,目前我国是全球最大的大豆消费国、进口国,且进口大豆数量逐年递增。大豆孢囊线虫病是威胁全球主要大豆产地的重要病害,每年全球范围内造成超过数十亿美元经济损失,防控形势严峻。抗性品种的种植是防控大豆孢囊线虫病最经济有效的措施。然而,单一抗性品种的过度使用及大豆孢囊线虫生理小种不断演化,导致抗性降低,威胁大豆产业安全。随着生物技术的发展,大豆孢囊线虫抗性机制研究不断深入,在遗传学、转录组学、蛋白功能等相关方面的研究取得了长足进展。本文综述了已知的大豆主要抗性位点(Rhg1和Rhg4)的抗性机制及囊泡运输、植物激素通路与大豆孢囊线虫抗性产生的关系,讨论了相关功能蛋白对大豆抗性的意义以及研究方向上可能存在的问题,最后展望了该领域的后续研究。相关的研究将有利于充分发掘大豆优良抗性基因,为抗大豆孢囊线虫转基因大豆新种质创制奠定理论基础,服务于我国大豆产业的长久安全发展。

大豆的孢囊线虫抗性研究新进展

大豆孢囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)病害是大豆(Glycine max(L.)Merr.)生产上危害最严重的病害,每年造成巨大的经济损失.种植抗性大豆品种是防治SCN最经济、有效且对环境友好的措施.大豆对SCN的抗性受多基因位点控制.近年来,大豆的SCN抗性基因研究取得了突破性进展,几乎同时鉴定出了大豆的2个主要SCN抗性位点基因rhg1和Rhg4,并揭示了2种完全不同的植物抗病机制.rhg1采取的是一种由一段约31 kb长的基因组序列上的3个基因共同控制的多拷贝抗病机制,而Rhg4采取的是一种由丝氨酸羟甲基转移酶控制、可能由一碳代谢参与的抗病新机制.本文就近年来(2003年7月以来)在大豆的抗SCN位点的鉴定及新抗性种质资源挖掘、rhg1和Rhg4基因克隆与功能鉴定以及特异性分子标记开发与对SCN抗性的大豆资源品种的高通量筛选等研究方面取得的一些最新进展进行综述.