Advances in Cotton Breeding for Resistance to Fusarium and Verticillium Wilt in the Last Fifty Years in China

This review summarizes the main advances in cotton breeding for resistance to fusarium and verticillium wilt in the last fifty years in China. The topics discussed include main achievements, experiences, problems and countermeasures for solving.

Studies on Cotton Breeding Resistant to Fusarium and Verticillium wilt Diseases

Both Fusarium and Verticillium wilts are important soil-borne diseases,which can not be effectively controlled by chemical fungicides.The two diseases,especially Verticillium wilt,have

棉花GhRAR1基因调控棉花抗黄萎病机理的研究

棉花黄萎病是一种严重影响棉株生长的土传维管束真菌病害。挖掘抗性基因,解析抗病机制,对创制棉花抗病种质防御棉花黄萎病具有重要意义。本研究从抗病棉花品种‘中植棉2号’中获得GhRAR1基因,采用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术、基因过表达及qRT-PCR技术探究GhRAR1介导的棉花抗黄萎病机制。结果表明,GhRAR1的表达受棉花黄萎病菌诱导。GhRAR1沉默棉株对黄萎病菌敏感性增强,表现为植株病情指数升高、叶片萎蔫、茎部维管束组织褐变加重。GhRAR1沉默棉株中活性氧(ROS)生成基因GhRbohD表达量低,H_(2)O_(2)积累量少。过表达GhRAR1基因的拟南芥植株对棉花黄萎病抗性增强,AtRbohD表达量高,H_(2)O_(2)积累量多,发生过敏反应(HR),菌丝扩散被抑制。推测GhRAR1可能调控ROS积累和HR,从而介导棉花对黄萎病菌的抗性。

我国棉花黄萎病研究十年回顾及展望

棉花黄萎病是影响我国棉花生产可持续发展的主要障碍之一。近年来,国内外在棉花黄萎病菌的遗传多样性及致病机制、棉花抗病机制、棉花黄萎病的预警技术及综合防控等方面均取得新的研究进展,尤其是进一步明确了棉花黄萎病菌的侵染过程和分子调控机制;系统研究了我国主产棉区棉花黄萎病菌的遗传多样性与致病力和地理来源的关系,首次建立了病原菌的信息档案库。并对我国棉花黄萎病未来的研究方向进行了展望。

施用微生物有机肥对棉花抗病性相关酶活性的影响

报道了一种专性微生物有机肥(BOF)对棉花黄萎病的防治效果。在连续3季的盆栽试验中,施用该种微生物有机肥能够有效防治棉花黄萎病,尤其是在营养钵育苗土和大盆钵移栽土中都施用微生物有机肥的处理(BOF+BOF)防治效果最佳,三季的防治率依次分别为85.7%、75.0%和100.0%。棉花黄萎病爆发前期BOF+BOF处理植株体内过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性是对照的1倍以上。表明微生物有机肥通过提高植株体内防御性相关酶活性,进而提高棉花植株对黄萎病的抗性。

中国棉花抗枯、黄萎病育种50年

综述了我国棉花抗枯、黄萎病育种研究进展 ,内容包括 5 0年来取得的成就、经验 ,存在的问题及对策 ,是对我国棉花抗病育种工作较为全面的总结。

棉花黄萎病研究进展

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。该病害为土传种传维管束病害,具有病原菌寄主范围广,防治困难的特点。本文综述了近年来国内外有关其病原菌的致病力分化、全基因组测序与致病机制、微菌核形成与萌发机制,寄主的抗病分子机制以及病害防治措施等方面的最新研究进展。

棉花黄萎病菌致病力分化与寄主抗病性遗传研究进展

棉花黄萎病是世界各主要产棉国家和地区普遍发生和危害最重的病害之一，本文综述了棉花黄萎病菌致病力分化与寄主抗病性遗传研究进展。病菌种内存在着明显的致病力分化。寄主抗病性的遗传在种间和种内材料间亦存有差异。为了定向而有效地培育抗病品种、合理进行品种布局，对此类问题仍需进一步研究和探讨。

北疆棉区棉花黄萎病发生趋势、抗性研究

【目的】了解近年来北疆棉区黄萎病的扩展、病菌的致病类型和致病性分化动态及品种抗病性检测情况。【方法】以石河子地区为代表,采用一般普查的方法,对北疆棉区棉花黄萎病的发病情况进行普查;以不同时期在北疆棉区重病田采集病样,常规分离、培养、致病性鉴定和分子生物学的方法,明确不同时期北疆棉区病原种群致病类型和致病性强弱的变化动态;以常规病圃鉴定的方法,了解当前选育品种或材料对黄萎病的抗感情况。【结果】北疆棉花黄萎病的扩展速度很快,病菌的致病性明显增强,目前所培育的品种或材料多不抗病,远远不能满足生产的需要。【结论】北疆棉区黄萎病的迅速扩展、落叶型黄萎病的较多出现,病菌致病性的明显增强和早熟、优质、抗耐病品种不足是北疆棉区黄萎病迅速扩张并加重的主要原因之一。

棉花对枯黄萎病的抗性鉴定及病害对产量的影响

对来自长江流域棉区的 5 0份陆地棉新品系 (品种 )进行了抗枯萎病 (Fusariumvasinfectum)或抗黄萎病 (Verticilliumalboatrum)鉴定 ,并从中选择 10个新品系为试验材料 ,对枯萎病和黄萎病各级病株所造成的籽棉产量损失进行了研究。试验结果表明 :(1)有 4个品系抗枯萎病 ,占抗枯萎病鉴定材料 (40份 )的 10 0 % ;耐病 2 7个 ,占 6 7 5 % ;感病 9个 ,占2 2 5 %。 (2 )有 1个品系抗黄萎病 ,占抗黄萎病鉴定材料 (30份 )的 3 3% ;耐病 2 6个 ,占 86 7% ;感病 3个 ,占 10 0 %。 (3)棉花枯萎病株 ,不同的发病级别与健株相比造成的籽棉减产百分率分别为 :Ⅰ级 32 0 % ;Ⅱ级 5 2 9% ;Ⅲ级 6 8 7% ;Ⅳ级83 4 %。 (4)棉花黄萎病株不同的发病级别与健株相比所造成的籽棉减产百分率为Ⅰ级 30 3% ;Ⅱ级 5 1 9% ;Ⅲ级6 8 4 % ;Ⅳ级 86 7%。

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的构建

采用抑制差减杂交技术,构建了陆地棉抗病品种冀棉20经黄萎病菌诱导8h、12h、24h、48h后的混合SSH文库,文库共包含800个阳性克隆。对质粒的酶切和巢式PCR结果表明,插入片段大小平均为400bp。随机挑选20个阳性克隆进行测序,利用BLASTn和BLASTx进行序列相似性分析,发现20条EST都可以找到功能已知的同源序列,其中在BLASTn比较结果中,功能已知的有12条,占全部EST的60%;BLASTx的比较结果中有14条功能已知,占全部EST的70%。这些同源序列涉及到10种与抗病防御相关的基因,包括丝氨酸/苏氨酸激酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙醇脱氢酶、细胞色素P450、ACC氧化酶等。将这些序列与GenBank dbEST库进行比对,发现75%的EST都可以找到同源性较高的序列,它们都来自于植物在生物与非生物胁迫条件下特异表达的cDNA文库,这些胁迫包括病原菌诱导、低温处理、紫外线照射、热激处理、盐处理、氧胁迫、水杨酸诱导等。

南疆棉区棉花黄萎病发生趋势和品种抗病研究

【目的】了解近年来南疆棉区黄萎病扩展动态、病菌致病类型和致病性分化及品种抗病性检测情况。【方法】以阿克苏地区第一师棉区为代表,采用一般普查的方法,对南疆棉区棉花黄萎病的发病情况进行普查;以不同时期在南疆棉区重病田采集病样,采用常规组织分离法对病组织进行分离、纯化获得单孢纯培养菌株,采用常规培养、致病性鉴定和分子生物学的方法,明确不同时期南疆棉区病原种群致病类型和致病性强弱的变化动态;以常规病圃鉴定法了解当前选育品种或材料对黄萎病的抗感情况。【结果】南疆棉花黄萎病的扩展速度很快,病菌的致病类型和致病性都有明显变化,目前培育的品种或材料多不抗病和耐病,远远不能满足生产的需要。【结论】南疆棉区黄萎病的迅速扩展、落叶型黄萎病较多出现,病菌致病性明显增强和早熟、优质、抗耐病品种不足是南疆棉区黄萎病迅速扩展并加重的主要原因之一。

我国棉花抗枯黄萎病品种纤维品质遗传改良评价

对我国108个抗枯、黄萎病骨干品种的纤维品质进行了分析,整体表现纤维较长,27mm以下的品种较少;比强度平均值较低,但也有少数高强力品种;马克隆值较大,纤维较粗。20世纪60-90年代抗病育种对纤维品质未明显改进,纤维长度、比强度、马克隆值平均值均无显著增长;但纤维长度类型更加丰富,纤维长度最大值有所增加,最高强力品种的比强度值逐渐提高,90年代品种中有较细纤维类型。从中筛选出纤维长度在33mm以上,比强度在33.2cN/tex以上,纤维整齐度在87.1%以上,马克隆值在3.8-4.3之间的品种各10个,筛选出纤维品质指标综合优良的品种9个。

花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对土壤细菌群落结构的影响

【目的】研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础。【方法】通过田间小区试验,以感病品种(鄂荆1号,EJ)和抗病品种(冀863,J863)为试验材料,采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)和高通量测序(Illumina MiSeq)技术分别测定花铃期不同阶段(盛花期、开花后期和结铃期)土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)数量和土壤细菌群落结构,结合冗余分析(RDA)明确细菌群落结构与土壤理化性质的相关性。【结果】棉花黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在不同程度的相关性,其中感病品种EJ的发病率和病情指数与土壤中病原菌数量呈正相关,而抗病品种J863的发病率和病情指数与病原菌数量相关性不大。除盛花期外,棉花开花后期和结铃期抗病品种J863土壤中的病原菌数量低于感病品种EJ。高通量测序分析表明,除开花后期,抗病品种J863在盛花期和结铃期的细菌丰富度Chao1和ACE指数均高于感病品种EJ。主成分分析表明,抗/感品种之间及其在花铃期不同阶段的土壤细菌群落结构存在差异。群落组成方面,在门水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,如放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、硝化螺菌门(Nitrospirae)、Patescibacteria和装甲菌门(Armatimonadetes),降低幅度分别为16.38%、4.05%、2.25%、6.58%、7.10%、20.60%和35.78%;在属水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,包括鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、 Bryobacter、 Iamia、 Pseudarthrobacter、芽球菌属(Blastococcus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)、Pontibacter、链霉菌属(Streptomyces)、Gemmatirosa、微单孢菌属(Micromonospora)和Solirubrobacter,下降幅度分别为5.09%、19.41%、13.79%、2.36%、10.78%、34.47%、46.76%、61.84%、52.75%、48.61%、74.79%、9.13%和26.42%。冗余分析(RDA)表明,土壤细菌群落结构受硝态氮(NO3--N)、速效磷(AP)、铵态氮(NH4+-N)、无机磷(IP)、pH和有机质(OM)指标影响。【结论】土壤中大丽轮枝菌的数量与棉花抗/感品种黄萎病发生的相关性存在差异,感病品种黄萎病的发生程度与土壤中病原菌数量呈正相关。抗病品种在盛花期、开花后期和结铃期土壤的细菌群落结构优于感病品种,并且不同生育时期的优势菌群存在一定程度的差异。土壤中细菌多样性、相对丰度和组成受有机质、pH、氮素类型、速效磷等指标影响。同时,棉花不同生育时期对土壤中细菌群落结构有明显影响。

棉花抗黄萎病新抗源种质川737、川2802的抗性研究

采用不同棉黄萎病菌系及枯萎病菌系，对新种质川７３７、川２８０２进行病圃抗性鉴定及不同区域的抗性测定研究。结果表明，川７３７、川２８０２对我国棉黄萎病三大生理型１１个不同菌系的抗性均好，又抗落叶型棉黄萎病，并高抗棉与枯萎病，是我国抗棉黄萎病多菌系，且高抗枯萎病的新抗源种质，在棉花抗病育种中，具有广泛的利用价值和重大的学术意义。

转基因抗虫棉抗黄萎病鉴定及黄萎病发生规律

采用田间病圃鉴定法,研究了国内外45个转基因抗虫棉品种(系)的黄萎病抗病性,结果表明,以相对抗性指数(IR)划分抗性类型,抗病品种(系)占6.7％,耐病品种(系)占51.1％,感病品种(系)占42.2％。美国引进品种(系)比国内自育品种(系)的抗病性稍差。棉花黄萎病菌在不同转基因抗虫棉品种(系)上的侵染、扩展规律有较大差异,可分为5类。不同品种(系)的抗病特性不同,可分为3大类。此外,筛选出抗虫棉抗病性鉴定的对照品系—J103。

不同棉花品种(系)的黄萎病抗性及其与经济性状的相关性

研究了若干棉花品种(系)及不同组合棉花杂交群体的经济性状,分析经济性状与病情指数的相关性。结果显示:①海陆杂交群体的抗性比陆陆杂交群体的抗性普遍偏高;②陆地棉品种(系)病情指数与有效果枝、有效铃数呈显著负相关;③陆陆杂交群体M44株系的相对病指与有效果枝、铃数、有效铃数呈显著负相关;④海岛棉品种(系)相对病指和株高呈显著负相关;⑤海陆杂交群体M37株系的相对病指与株高和始节高呈显著负相关;⑥有效果枝和有效铃数可以作为对黄萎病抗性间接鉴定的指标。⑦海陆杂交后代中,与抗病性共同遗传的为株高,因此可将株高作为分子标记辅助抗病育种的参考。

棉花黄萎病及其抗病育种的研究

就棉花黄萎病菌的致病机理、棉花的抗黄萎病机制、抗黄萎病的遗传方式以及抗黄萎病棉花育种等方面的研究进行了综述。

抗黄萎病棉花品种(系)的筛选

以感病品种冀棉11号和抗病品种86-1为对照,于黄萎病圃对参试的6个棉花新品种(系)进行了抗黄萎病性鉴定及产量研究。结果筛选到3个抗病材料(R422、GZ-8及抗虫+抗病+抗除草剂棉)、1个耐病材料(MAr-1)和2个感病材料(GZ-21、GZ2011-01);但抗(耐)病材料的实际产量并不高,而两个感病材料的实际产量相对较高。

棉花抗黄萎病育种研究进展

归纳了近十年来棉花抗黄萎病育种的研究成果和进展,指出目前防治黄萎病最有效、最可行的方法就是培育棉花的抗病品种,分析了抗病育种工作中存在的问题,得到了目前主要存在的5大问题:(1)缺乏陆地棉高抗抗源;(2)抗黄萎病育种周期长,且方法单一;(3)抗性遗传规律不清、基础狭窄;(4)分子标记辅助选择在抗病育种中的局限性;(5)抗病性鉴定方法欠缺。探讨了对现存问题的解决方法,认为可以通过以下几种方法:(1)通过远缘杂交,并结合多代回交和定向选择的方法创造新物种;(2)可以采用物理、化学、分子诱变等手段创造新材料;(3)可以通过现代生物技术,培育抗性材料;(4)可以只导入所需的抗性基因或采用RNAi技术培育抗性植株。同时对今后育种研究的方向进行了展望。国内外研究者已经通过各种育种手段培育出抗病品种,取得了一定进展,但至今尚无可以应用于生产实践的真正意义上的高抗黄萎病陆地棉品种。