甜菜几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性与其对丛根病抗性的关系

应用比较生理学方法,以抗丛根病(rhizomania)性不同的4个甜菜品种为材料,研究了丛根病地和无丛根病地上抗、感病品种的几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性与甜菜抗丛根病的关系。抗病品种在病地和无病地上皆比感病品种具有较高的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,表明这两种酶与甜菜抗丛根病性有关;另外,病地上两种酶的活性均不同程度地高于无病地上,是病原物侵染诱导抗性的表现。

Ca^(2+)-CaM系统与甜菜抗丛根病生理特性的关系

为研究信号分子钙在甜菜抗丛根病过程中的作用,用三种从不同位点阻断Ca2+信号途径的抑制剂,即Ca2+螯合剂EGTA(乙二醇双四乙酸)(5 mmol/L)、Ca2+通道阻遏剂LaCl3(5 mmol/L)和CaM拮抗剂W7(N-氨乙基-5-氯-1-磺胺酰萘)(0.3 mmol/L),分别处理种植于甜菜丛根病三级病土中的甜菜,测定其抗氧化酶、O2-、H2O2及可溶性蛋白质的含量,结果表明:EGTA(5 mmol/L)、LaCl3(5 mmol/L)和W7(0.3 mmol/L)可降低超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,增加O2-的积累和H2O2的含量,降低了可溶性蛋白质的含量。说明Ca2+-CaM系统与甜菜抗丛根病性相关。

新疆甜菜品种(系)基因转化和再生体系的建立

根据植物发育的分子遗传学理论筛选到一种不依赖基因型、高频率再生、易重复、简单快速及周期短的组织培养体系,并利用农杆菌介导法将甜菜坏死黄脉病毒基因导入新疆甜菜品种(系),获得转基因植株,建立了新疆主栽甜菜品种(系)基因转化和再生体系。

甜菜丛根病研究进展

甜菜丛根病是一种发生在世界主要糖甜菜种植地区的土传病害,在缺乏有效控制的情况下会引起甜菜严重的产量损失。从4个方面叙述了近些年来与甜菜丛根病研究的相关进展:(1)甜菜坏死黄脉病毒(Beetnecrotic yellow vein virus,BNYVV)的基因组结构;(2)BNYVV的分类及与其他甜菜土传病毒的关系;(3)丛根病的检测方法;(4)丛根病的控制策略。最后对甜菜丛根病未来的研究发展方向进行了展望。

甜菜抗(耐)丛根病生理基础的研究Ⅱ.超氧化物歧化酶(SOD)、酯氧合酶(LOX)、丙二醛(MAD)与甜菜抗(耐)丛根病的关系

从比较生理学角度 ,研究了有关防御酶系与甜菜抗(耐)丛根病特性的关系 ,由试验结果看出 ,SOD、LOX和MAD与抗病性有关 ,特别是抗丛根病品种在病地上的SOD活性较无病地上的有相对较大的增加 ,而感病品种较正常的SOD活性相对降低 ,表明抗病品种有较强的清除活性氧的能力 。

宁夏甜菜丛根病的病原分离鉴定研究

研究结果表明,甜菜丛根病根部呈典型的丛根症状,叶片有焦枯、黄化、坏死黄脉3种类型;病毒粒子杆状,宽18～20nm,长度有65～110nm、270～300nm、390～400nm 3种类型,外壳蛋白分子量20KD,对西德、美国甜菜坏死黄脉病毒BNYVV抗血清有反应,与TMV抗血清无亲缘关系。可侵染甜菜、菠菜、昆诺阿藜、苋色藜和番杏,并与P.batae密切相关。

BNYVV CP基因的克隆及载体构建

以甜菜丛根病根或病叶总RNA为模板,经反转录PCR扩增合成编码BNYVV CP的全长cDNA,将其克隆于pUCm-T载体上,获得了重组质粒pUCm-T/CP。经序列分析,此cDNA为一个567 bp长的开放阅读框架,编码由188个氨基酸组成的病毒外壳蛋白。又将CP基因构建到植物双元载体pROKⅡ中。最后通过三亲融合,得到了融合农杆菌LB4404。

甜菜抗(耐)丛根病生理基础的研究Ⅲ.矿质元素与甜菜抗丛根病的关系

从比较生理学角度，研究了矿质营养与甜菜抗（耐）丛根病的关系，结果表明，甜菜植株因病毒侵染体内矿质元素Ca、Fe、Mn、Zn、K、Mg和Na含量均发生不同程度变化，其中K和Mn含量在块根和叶丛中均表现为与病情指数呈负相关，即与抗病性呈正相关，其中K与抗病相关达显著，可作为甜菜抗丛根病选育的重要生理指标，Mn为辅助指标。

甜菜单胚雄不育杂交种XJT9907的选育

XJT9907是新疆农业科学院经济作物研究所选育的甜菜单胚雄不育丰产、中糖、中抗丛根病、抗根腐病二倍体杂交种。XJT9907以单胚雄性不育系JTD201A为母本,以多胚高糖、丰产、耐丛根病、耐褐斑病的二倍体自交系M39-8-4为父本配制杂交组合,收获母本种子。结果表明:XJT9907区试预备试验块根产量较对照KWS2409增产8.0%;含糖率较对照提高0.85度。在区试中块根产量较对照KWS2409增产13.0%;含糖率较对照提高0.92度。中抗甜菜丛根病,病情指数比对照低10.03;抗甜菜根腐病,根腐病发病率比对照低1.13个百分点;耐甜菜褐斑病,病情指数比对照低4.00。田间综合鉴定考察结果该品种为1级。适宜种植密度为6000~6500株/667m^2(90000~97500株/hm^2)。适宜在新疆北疆地区种植。

甜菜细胞壁某些生理特性与抗丛根病的关系

试验以抗丛根病性不同的4个甜菜品种为材料,研究了甜菜坏死黄脉病毒对甜菜块根细胞壁中抗氧化酶系、H2O2、木质素及羟脯氨酸含量的影响。结果表明,病毒侵染后甜菜抗病品种块根细胞壁SOD、POD活性以及H2O2、木质素及羟脯氨酸含量较未侵染的甜菜材料均有不同幅度的升高;染病地块种植的抗病品种块根细胞壁SOD、POD活性及H2O2、木质素及羟脯氨酸含量均显著高于感病品种。甜菜细胞壁在防御丛根病中具有重要作用,是甜菜抗丛根病过程中的重要组成部分。

耐丛根病甜菜杂交种甜研203的选育

甜研２０３（ 原代号９２０１） 系以３ 个多粒型抗病高糖有粉系，按２∶２ ∶１ 混植自然杂交制种，花期相遇，杂交率高，种子混收１ 次性使用。该品种在抗（ 耐） 丛根病区域试验中（１９９４ ～１９９５ 年） ，８ 个点（ 中度以上感病地区） 平均根产量、含糖率、产糖量，分别比对照提高２０７ ．４％ 、４．３８ 度、３１７ ．８％ ；生产试验中（１９９６ 年）３ 个点平均根产量、含糖率、产糖量分别比对照提高３７ ．０ ％ 、３ ．２９ 度、７２ ．７％ ，且丛根病罹病率低于对照３２ ．６ 个百分点。此外，该品种还抗褐斑病、耐根腐病。

甜菜野生资源抗丛根病和根腐病性的评估与筛选

本研究对65份甜菜野生种质资源的抗丛根病和根腐病性进行了初步的鉴定与评估。结果表明 :B.maritima、B.vulgaris、B.corolliflora及B.intermedia均具有一定的抗丛根病性 ;B.maritima和B.vulgaris对丝核菌(Rhizoctoniasolani)和镰刀菌(Fusariumsp.)根腐病具有一定的耐性。由此我们筛选出12份抗丛根病及6份耐根腐病性突出的野生种质材料。

水杨酸浸种对甜菜丛根病防御酶系的诱导作用

用不同浓度的水杨酸(SalicylicAcid-SA)对甜菜抗(耐)、感丛根病品种进行浸种处理,研究了SA对丛根病地甜菜防御酶系活性的影响。结果表明,浸种处理的甜菜叶片中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性较对照均有所提高,病情指数下降,根产量、含糖率和产糖量都有所增加。不同的SA处理浓度相比较,抗(耐)病品种适宜浓度为3mmol/L,感病品种适宜浓度为5mmol/L。

抗丛根病甜菜品种某些光合特性的研究

运用比较生理学方法,研究了甜菜抗、感丛根病品种(系)光合方面的一些生理指标与甜菜丛根病的关系。结果表明:⑴病地和无病地上抗病品种叶绿素含量、Hill反应活性和光合速率在整个生育期均高于感病品种,是品种的固有特性。⑵病地和无病地上,抗病品种的胞间CO2浓度一直低于感病品种,而气孔导度却相反。

甜菜丛根病目测鉴评方法及实践

针对甜菜丛根病,提出田间单株根部5级目测法、群体的病情指数及平均病级,经2003～2004年新疆甜菜抗丛根病区域鉴定试验表明:7份参试材料表现中抗,病情指数31.2～38.9,平均病级1.51～2.0;1份高感,病情指数为62.4,平均病级为3.1。两年7份表现抗病的材料平均块根产量与对照KWS5075差异不显著,含糖率15.2%～16.1%,产糖量较对照增加1.9%～11.6%。

甜菜抗(耐)丛根病生理基础的研究(Ⅰ) 过氧化物酶(POX)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)与甜菜抗丛根病的关系

本文从比较生理学角度，研究了甜菜抗丛根病特性与其体内有关防御酶系的关系，结果表明，甜菜感病后，ＰＯＸ酶活性增加与抗病性有关，特别是ＰＡＬ 活性提高与抗病性呈正相关，可作为病地上和无病地上选育抗（耐） 丛根病品种的重要生理指标。

甜菜抗(耐)丛根病某些光合性能指标的研究

研究了6个甜菜品种的叶绿素含量、叶面积系数、光合生产率和产糖量与抗丛根病的关系。结果表明:病地和无病地上种植抗病品种的叶绿素含量、叶面积系数、光合生产率和产糖量均高于感病品种,这些指标的差异均是生长后期比生长前期明显。

应用RT-PCR技术检测甜菜坏死黄脉病毒

为了更加准确地检测患有丛根病的甜菜植株中BNYVV病毒的含量,实验采用了RT-PCR的方法分别从26株待测甜菜的根中扩增获得了324bp的BNYVV病毒基因片断。通过调整反转录cDNA模板的浓度,研究发现,当cDNA模板稀释到100倍时,能更加精准地检测到不同丛根病染病植株中BNYVV病毒含量的差异。同时,半定量PCR的统计结果进一步表明.当待测植株中BNYVV病毒的相对含量低于阳性对照的一半时,甜菜丛根病病症并不明显;而当其相对含量超过阳性对照的1.3倍时,甜菜受害严重,有些几乎死亡。本检测方法为更加及时、快捷、准确和系统地检测甜菜植株的染病程度打下了良好的基础。

宁夏甜菜丛根病的研究

发生在宁夏甜菜上的一种病毒病的病株叶丛主要表现为黄化、焦桔和叶脉黄化坏死。从其分离的病毒粒子呈杆状,宽约20nm,长度为65—110nm、270—300nm和390—420nm,能侵染甜菜、菠菜、昆诺阿藜、苋色藜、番杏,与甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)抗血清呈阳性反应。综上所述,认为该病害是由BNYVV引起的。

甜菜抗丛根病种质创新与分子生物技术

甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)及其新变异株P型和IV-A型仍对甜菜生产造成重大损失。选育抗病品种是防治该病的唯一有效措施。用ELISA和实时定量逆转录PCR技术测定BNYVV和P.betae可对杂交后代分离群体或转基因后代中的抗病个体进行选择。AFLP、RAPD和PCR等分子标记的建立可对抗病基因位点Rz1(Holly)、Rz2(WB42)、Rz3(WB41)和Rz4(C50,R22)进行辅助选择。在分离植物抗病基因方面,已获得含Rz1的BAC克隆和候选基因。转基因甜菜含重复倒置的BNYVV复制酶基因、RNA-2转运蛋白P15突变基因或CP基因显著提高了抗病性。国际合作可有效地利用资源,加快抗病种质创新。