玉米大斑病长蠕孢生理小种的遗传变异*

玉米大斑病长蠕孢存在生理分化现象,人们在研究该菌的同时发现其生理小种存在着遗传变异。论文主要从三个方面进行了综述:玉米大斑病长蠕孢生理小种划分标准的演变、我国玉米大斑病长蠕孢生理小种研究的历史与现状和玉米大斑病长蠕孢生理小种变异的原因。指出,玉米大斑病长蠕孢生理小种变异的原因主要有:基因突变、生殖方式、选择作用和基因漂移等。     

玉米大斑病长蠕孢生理小种的遗传变异

玉米大斑病长蠕孢存在生理分化现象,人们在研究该菌的同时发现其生理小种存在着遗传变异。论主要从三个方面进行了综述：玉米大斑病长蠕孢生理小种划分标准的演变、我国玉米大斑病长蠕孢生理小种研究的历史与现状和玉米大斑病长蠕孢生理小种变异的原因。指出,玉米大斑病长蠕孢生理小种变异的原因主要有：基因突变、生殖方式、选择作用和基因漂移等。     

玉米大斑病抗性遗传的研究进展

由于大斑病生理小种的变异,致使原来抗大斑病的玉米品种丧失抗性,对玉米生产造成严重危害,至今已经发现大斑病菌生理小种5个。玉米对大斑病的抗性可分为多基因控制的数量性状和显性单基因控制的质量性状,前者涉及玉米的10条染色体;后者包括t1、Ht2、Ht3、HtN等基因。本文对大斑病生理小种变化,玉米大斑病抗性单基因（Ht）的来源、遗传特点、染色体定位以及数量抗性基因的QTL分析等研究进展作了综述。 Abstract:As the rapid variation and mutation of the races of Exserohilum turcicum (Helminthosporium turcicum),maize varieties lost their resistance to northern corn leaf blight (NCLB) disease caused by new races of E.Turcicum.This brought the disaster in maize production.Up to now 5 races have been found.The maize resistance to E.turcicum can be divided into quantitative and qualitative resistance,the former is associated with 10 chromosomes in maize,and the later includes genes of t1、Ht2、Ht3 and HtN.The race variation of E.turcicum,the original gene resources and genetic characteristics of each Ht monogenic resistance,the chromosome location of t1、Ht2、HtN genes,and the QTL analysis of quantitative resistant genes for E.turcicum in maize were reviewed in this paper.     

玉米RFLP连锁图谱构建及大斑病QTL定位

玉米大斑病菌存在有生理小种分化的现象,目前5个已定名的生理小种在我国均已发现,还有一些尚未定位名的新类群也出出现,提高玉米对大斑病的抗性,只有提高数量抗性才能达到目的,为了弄清楚玉米对大斑病数量抗性的基因数目及效效应,利用抗病自交5系P138和感病自交系缩3为亲本构建了F2：3家系群体,采用RFLP标记构建了包含了124个标记的玉米RFLP连锁图,覆盖玉米基因组1999．8cM,标记间平均距离为16．5cM,定位了玉米大斑病的病斑长,病斑宽和病斑面积的QTL分别为3、3、2个,其联合贡献率分别为58．1％、71．5％和27．5％,没有检测到病斑数／叶的QTL,其表现为单基因或者寡基因控制的性状,研究结果增加了对玉米大斑病的认识,对玉米抗大斑病育种具有重要的指导意义。     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003－2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006－2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50％左右;抗茎腐病材料为41.3％,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1％;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9％。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003-2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006-2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50%左右;抗茎腐病材料为41.3%,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1%;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9%。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙古的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

一种简捷的玉米大斑病病菌单孢分离方法

介绍一种利用普通光学显微镜直接分离玉米大斑病病菌单孢子的方法。该方法是通过敲打叶片先将孢子转移至水琼脂培养基上,然后利用自制的简易挑孢针在低倍镜下直接挑取大斑单孢子,从而达到分离纯化的目的。结果表明,此法虽然有一定的操作难度,但简便易行,污染少,高效快捷,为玉米大斑病病菌生理小种鉴定、DNA遗传多态性的进一步研究做了积极有益的基础工作。该方法值得推广到其他种类大型孢子真菌的单孢分离工作中。     

灰布支黑豆对大豆孢囊线虫(Heteroderaglycines)14号小种的抗性遗传

大豆孢囊线虫（Ｈｅｔｅｒｏｄｅｒａ ｇｌｙｃｉｎｅｓ）是危害大豆生产的世界性病害。山西省兴县“灰布支黑豆”是对目前我国鉴定的所有流行小种表现出免疫或高抗的重要抗源。利用目前国际通用的一套鉴别寄主和小种划分标准,通过人工接种的方法,确定了１４号是北京马连洼中国农业科学院植物保护研究所实验站土壤中大豆孢囊线虫群体的主导小种。用敏感的栽培品种“冀豆７号”作母本,与灰布支黑豆杂交,采用人工接种的方法,对后代群体进行大豆孢囊线虫１４号小种的抗性鉴定。Ｆ１的２个单株都表现出抗性。随机取２个单株的Ｆ２代群体,分别测定每个群体的１１６和７８个单株。每个群体都表现出４３抗：２１感的分离比例,支持兴县灰布支黑豆对大豆孢囊线虫１４号小种的抗性是由３对基因控制、一对隐性基因对两对显性基因的上位和两对显性基因互补作用的遗传假设。随机取Ｆ３代的３０个株系,每个株系随机测定１０～１５个单株。１９抗：３８分离：７感的株系间分离比确认上述的遗传假设是正确的。     

玉米Ht1基因的抗病效应)

大斑病（Helminthosporium turcium）是玉米 的主要病害之一。实践证明,改进玉米的遗传 结构、推广抗病杂交种是减轻大斑病危害的经 济有效措施．     

玉米大斑病抗性基因Ht1定位区域内候选序列的生物信息学分析

为获得玉米大斑病抗性基因Ht1候选序列, 文章采用生物信息学方法对与玉米大斑病抗性基因Ht1紧密连锁的分子标记umc22和umc122定位区域内候选序列进行了分析, 其中得到的63条ORF序列中有14条序列可编码蛋白质结构域。将14条核苷酸酸序列预测出的氨基酸序列与已克隆的24条抗性基因编码氨基酸序列进行Blast比对及进化树构建。结果发现, 候选序列gpm565a具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域, 而且与抗性基因Xal相似性高、亲缘关系近, 推测可能与抗性基因Ht1有关。其他候选序列由于不具有植物抗性基因编码产物的高度保守结构域或者相似性低、亲缘关系远等原因, 不能确定与抗性基因Ht1有关。通过对候选序列gpm565a进行二级结构及三维结构分析, 发现有大量构成蛋白质特异功能结构组件的无规则卷曲存在, 推测gpm565a可能是Ht1功能域的一部分。     

菜豆炭疽菌生理小种鉴定及普通菜豆种质的抗性评价

对来源于黑龙江、吉林、内蒙古、河北、云南等8个省（市）的15个菜豆炭疽菌分离物进行生理小种鉴定,鉴别出5个菜豆炭疽菌生理小种,其中81号小种出现的频率高达67％,是中国的优势小种。用81号小种对181份菜豆进行抗性鉴定,发现高抗材料2份,抗病材料43份,高感材料33份,说明我国菜豆种质资源对炭疽菌81号小种抗感差异显著,抗病资源丰富。     

玉米穗腐病抗性鉴定、遗传分析与分子机制*

玉米是我国主要农作物之一,其产量占全国谷物总产量三分之一左右,在国民生活中发挥了重要作用。玉米生长过程中受多种病害侵扰,其中穗腐病是一种由真菌导致的常见病害,目前已鉴定出40余种可诱发玉米穗腐病的病原菌。穗腐病不仅可造成玉米产量损失也导致籽粒品质严重下降,病原微生物所产生次生毒素更是危及人畜安全。目前穗腐病防治以化学方法为主,但是因此所造成的种植成本增加和环境污染问题日益突出,选育抗性品种成为防控玉米穗腐病最经济和安全有效的方法。玉米穗腐病抗性属于典型数量性状,国内外已有多个研究组通过建立玉米穗腐病抗性研究体系,开展玉米群体大规模穗腐病抗性鉴定工作,并筛选出一批抗病材料,这为玉米穗腐病抗性遗传改良奠定了材料基础。利用数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)定位和全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)等方法在玉米 1~10号染色体均检测到显著相关位点。尽管如此,玉米穗腐病抗性研究成果应用于生产的实例较少,生产上仍然缺乏综合性状优良且高抗穗腐病的玉米品种。这一方面是由于玉米穗腐病抗性遗传机制十分复杂、抗性基因克隆工作进展缓慢;另一方面为缺乏对玉米穗腐病抗性遗传研究进展进行系统总结,未有效开发分子标记用于分子育种所致。通过综述玉米穗腐病抗性遗传研究进展,汇总已定位QTL位点和显著关联SNP,构建一致性图谱和鉴定出定位热点区间,并进一步对比分析定位区间候选基因特征和转录组、代谢组研究进展,对促进玉米穗腐病抗性机制研究和玉米抗性育种均具有重要意义。     

肯贵阿1号抗小麦白粉病基因单体分析

肯贵阿1号是我院选育的一个高产并综合抗病的小麦新品种。我们对其抗白粉病菌斗号小种的抗 性基因进行了单体分析。分析结果表明,该抗性基因位于6A染色体上。与目前已发现的小麦抗白粉病 基因相比较,可能是一个新的抗性基因。     

大豆抗灰斑病主基因的发现与遗传研究

利用高抗品种东农9674与感病品种杂交,在田间多个生理小种共存条件下研究大豆灰斑病抗性的遗传规律,发现杂交后代的抗性表现具有明显的质量性状遗传特征,F1代表现完全显性,F2代的抗感分离比例在个别组合接近3:1。采用数量性状的主要基因-多基因混合遗传模型对抗性的遗传进行模型的判别与遗传参数的估计,发现抗性遗传存在明显的主要因效应,分别符合一个主基因 多基因加显性模型及两个基因独立遗传模型。主基因的加性、显性以及主基因之间的相互作用普遍存在,对抗病性的遗传起很大作用。     

小麦新抗源贵农775抗条锈性特征与遗传分析

发掘并利用不同类型抗条锈病基因,构建区域间抗病基因多样性差异布局,是阻遏条锈菌大区域传播、实现小麦条锈病持续控制的重要策略。为了明确小麦新抗源贵农775抗条锈性特征和抗性遗传规律,为其合理布局应用提供依据,文章利用10个条锈菌菌系进行苗期分小种鉴定;构建贵农775与感病品种Avocet(S)杂交后代F2:3及回交BC1遗传群体,利用小麦条锈菌流行小种CYR32和最近发现的对Yr26基因有毒性的新致病类型CH42,对贵农775进行抗条锈性遗传分析。结果表明,贵农775对包括CH42致病类型在内的所有10个供试菌系均表现为免疫或近免疫的抗病性反应,而中国当前主要条锈病抗源品种92R137、川麦42(YrCH42)、贵农22(YrGN22)及Yr24等均不抗CH42;抗病遗传分析结果表明,贵农775对小麦条锈菌小种CYR32和CH42的抗性分别由一对显性核基因控制,并且为不同的小种专化抗性基因。     

基因聚合提高了水稻对白叶枯病的抗性

研究了含有单个抗性基因的水稻近等基因系和抗性基因聚合品系对浙江省白叶枯病菌４个主要小种的抗性,单个基因对这些小种的抗性均不高,对新近流行的小种大多感病;基因聚合品系对这些小种的抗性普遍提高,说明基因聚合是培育具有持久抗性品种的有效策略。     

3个小麦条锈菌鉴别寄主的抗性遗传分析

根据对鉴别寄主的毒性谱,选用小麦条锈病菌生理小种2E16单孢菌系为接种病菌,鉴定了小麦务锈病菌鉴别寄主Chinese166、HeinesⅦ和Vilmorin23的抗性基因构成及其遗传特征。通过对3个鉴别寄主与感病品种铭贤169杂交,分别在苗期鉴定了亲代、F1、F2、BC1及正反交后代对小种2E16的抗性反应。结果表明：供试品种Chinese166对生理小种2E16的抗性由二对显性基因,即显性基因Yr1和另一对显性基因独立或重叠控制;HeinesⅦ对生理小种2E16的抗性由一对显性基因Yr2和一对隐性基因控制;Vilmorin23对生理小种2E16的抗性则由显性基因Yr3和一对隐性基因控制。     

小麦抗条锈病基因YrCN19的诊断检测和遗传分析

用小麦条锈病抗性基因YrCN19的诊断标记Xgwm410对19个小麦品种或品系进行PCR筛选,其中川农19、新抗5号、爱民5号和爱民6号扩增出与条锈病抗性基因YrCN19共分离的特征片断,其大小为391个碱基,而在其他的小麦品种或品系中未能检测到该片断。系谱分析和抗性鉴定结果表明川农19、新抗5号、爱民5号和爱民6号含有小麦条锈病基因YrCN19。抗性遗传分析发现小麦条锈病抗性在川农19,新抗5号和爱民5号中的遗传符合单个显性基因的遗传规律(3抗:1感);杂交组合烟辐188/爱民6号的抗性遗传也符合单个显性基因的遗传规律,而另外一些杂交组合(如R25/爱民6号,鲁955159/爱民6号和苏3110/爱民6号)中的抗性分离则符合两对基因互补的遗传规律(9抗:7感)。本研究揭示了小麦条锈病抗性基因YrCN19在不同遗传背景和杂交组合的抗性表达和分离有差异,从而加速YrCN19在小麦抗条锈育种中的开发与利用。     

海南省香蕉枯萎菌生理小种的RAPD分析

利用随机扩增多态性DNA(RAPD)分子标记方法对海南省香蕉枯萎病菌2个生理小种(小种1和小种4)进行遗传多样性分析,以筛选出的15个随机引物对采自海南省各市县发病蕉区的分别属于1号生理小种和4号生理小种的16个代表菌株及广东省2个1号和4号生理小种对照菌株进行RAPD-PCR扩增,结果产生97个RAPD分子标记,其中多态性的条带有76条,通过聚类分析探讨了供试小种间的亲缘关系,并寻找到了1、4号生理小种的特异性条带,为在分子水平上进行香蕉枯萎病菌生理小种鉴定提供更为便利的手段。     

4个太湖流域粳稻地方品种抗稻瘟病性的遗传分析

以太湖流域粳稻地方品种薄稻、铁杆青、江南晚和缺儿糯等广谱、高抗稻瘟病为材料, 与高感稻瘟病品种苏御糯杂交, 获得杂交F1、F2 , 分别接种日本稻瘟病鉴别菌系北1和中国稻瘟病菌生理小种ZE3、ZG1, 根据P1、P2、F1和F2等不同世代植株的抗、感反应, 分析地方品种对不同稻瘟病菌生理小种(菌系)的抗性遗传机理。结果表明: 薄稻、铁杆青及缺儿糯对北1菌系的抗性均可能由一对显性基因控制, 江南晚对北1的抗性则可能由两对抑制基因互作控制; 铁杆青及缺儿糯对ZE3小种的抗性均可能由一对显性基因控制, 薄稻和江南晚对ZE3小种的抗性可能分别由两对显性基因和两对抑制基因互作控制; 铁杆青对ZG1小种的抗性可能是由一对显性主基因控制, 薄稻和江南晚对ZG1小种的抗性则可能由两对抑制基因互作控制。进一步将薄稻与12个日本稻瘟病菌鉴别品种杂交,用北1菌系接种不同组合的F1和F2 , 进行抗病基因的等位性测定。结果表明, 薄稻对北1菌系的抗性基因与12个鉴别品种所携带的已知抗稻瘟病基因是不等位, 将该基因暂定为Pi-bd1(t)。