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。

大豆胞囊线虫主效抗病基因Rhg4(GmSHMT)的CAPS/dCAPS标记开发和利用

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)严重危害世界大豆生产,Rhg4(resistance to Heterodera glycines 4)是控制大豆SCN抗性的2个主效位点之一。本研究针对Rhg4(Gm SHMT)上的2个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)位点开发了快速、经济、简便易行的CAPS(Rhg4-389)和d CAPS标记(Rhg4-1165),并用开发的2个标记鉴定了以大豆胞囊线虫应用核心种质为主的193份代表性抗感种质。结果表明,Rhg4-389和Rhg4-1165位点间存在显著连锁不平衡(P=0.0001,r2=0.87),可形成4种单倍型。Rhg4-389-G/Rhg4-1165-T和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-A为优势单倍型,稀有单倍型Rhg4-389-G/Rhg4-1165-A和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-T是在中国抗源中新发现的单倍型。结合193份种质对SCN 3号小种抗性鉴定分析发现,Rhg4-389-G和Rhg4-1165-T主要存在于抗病种质,它们形成的单倍型对抗病种质鉴定效率可达94.1%。本研究开发了可用于辅助大豆SCN抗性鉴定且方便育种家利用的CAPS/d CAPS标记,且用其摸清了应用核心种质等重要抗源在Rhg4位点的"本底",为育种家有效利用这些优异抗源提供了重要信息。

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。

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.