小麦抗赤霉病外源种质的创制和育种利用

小麦赤霉病是危害小麦安全生产的重要病害之一,种植抗病品种是防治赤霉病最经济有效的手段。目前在生产上应用的抗源很少,越来越多的研究者将目光转移到小麦的近缘属种,寻找新的抗源以及寻求新的育种突破。携带抗性基因的外源染色体可以通过染色体工程手段以附加系、代换系和易位系等形式导入小麦。综述了将大赖草等多个小麦近缘种的抗赤霉病基因导入普通小麦、创制抗病外源种质和育种利用的最新研究进展,以期为小麦抗赤霉病育种提供参考信息。     

植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用

小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质,赤霉菌产生的毒素进一步威胁人畜安全,培育抗病品种是控制小麦赤霉病危害的根本途径。植物细胞工程技术可创造新的遗传变异、加快育种进程,已经广泛应用于小麦抗赤霉病育种。概述了体细胞无性系变异诱导、花药培养、小麦与玉米杂交培育加倍单倍体以及幼胚培养一年多代快速成苗等植物细胞工程技术研究进展,着重介绍了其在抗小麦赤霉病育种中的应用。最后对未来发展趋势做了展望,植物细胞工程结合分子育种技术将在小麦抗赤霉病品种培育中发挥更重要的作用。     

小麦赤霉病抗病机制研究进展

小麦赤霉病是一种小麦穗部病害,严重影响小麦的产量和品质。挖掘小麦赤霉病抗性基因,揭示其抗病机制,对于提高小麦赤霉病抗性,推动小麦赤霉病抗性育种进程具有重要的意义。系统阐述了抗赤霉病相关QTL、多组学研究、细胞壁防卫、信号转导、次生代谢物合成、识别应答等小麦赤霉病抗性机制的研究进展,并对未来小麦赤霉病抗性机制的研究方向进行了探讨。希望以此加深研究者对小麦赤霉病抗性机制的了解,为未来小麦抗赤霉病分子机制研究提供理论基础,为小麦抗赤霉病遗传改良提供丰富的基因资源。     

禾谷镰刀菌蛋白激酶研究进展

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产最重要的真菌病害之一,除了造成严重的产量损失外,其病原菌还会产生多种真菌毒素危害人畜健康。蛋白激酶在禾谷镰刀菌生长发育、植物侵染和胁迫应答等方面具有重要作用。综述了禾谷镰刀菌主要蛋白激酶在生物学功能和分子作用机制等方面的研究进展,并对未来禾谷镰刀菌蛋白激酶的研究趋势进行了展望,以期为今后禾谷镰刀菌蛋白激酶的研究与小麦赤霉病的防治提供理论参考。     

小麦-禾谷镰孢菌互作机制的研究进展

禾谷镰孢菌(俗称禾谷镰刀菌,Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病是小麦生产上一种极具毁灭性的真菌病害,在世界各主要产麦国普遍发生,我国是世界上受害面积最大的国家,该病害严重威胁我国粮食生产和食品安全.解析小麦-禾谷镰孢菌之间的互作机制,挖掘有效抗病基因,对于解决小麦赤霉病这一世界难题具有重要意义....     

植物小分子RNA研究进展

植物体内存在多种不同类型的小分子RNA(small RNA,sRNA),在调节植物生长发育、抑制转座子活性和抵御逆境等过程中发挥着重要的作用。近年来,人们在sRNA的产生机制、效应复合物的形成和对靶基因的调控方式及其生物学功能等方面的研究取得了很大进展。该文对这些进展作简要介绍。     

小RNA调节植物免疫应答反应研究进展

植物小RNA不仅参与调控植物生长发育,而且在调节植物免疫应答方面具有重要作用。根据其起源和前体结构的不同,可以分为微小RNA(mi RNA)、小干扰RNA(si RNA)等,其在植物体内合成方式与作用机制方面存在差异。病原物侵染会引起内源性小RNA或病原物来源的小RNA表达变化,进而引发植物免疫应答反应并激活相应的RNA干扰路径。本文重点介绍了小RNA类型以及合成方式,植物对病原物的免疫应答过程中的小RNA和RNA干扰途径,以及RNA干扰技术在植物抗病虫害过程中的应用等方面,同时对在植物免疫应答中的小RNA和RNA干扰作用机制进行展望。     

链球菌非编码小RNA研究进展

非编码小RNA(Small non-coding RNA,sRNA)是一种存在于原核和真核生物中的新型调控RNA,长度约为40～500个核苷酸。作为一类关键的调控因子,sRNA通过与靶mRNA或蛋白质结合来调控细胞内的基因表达。大部分细菌sRNA在大肠杆菌等革兰氏阴性菌中被发现并研究,但近十年来越来越多的sRNA在革兰氏阳性菌中被逐步发现。作为一类革兰氏阳性菌,链球菌属中sRNA目前研究主要集中在毒力调节,鲜有其他调控的报道。本文总结了链球菌中sRNA的最新进展,并介绍其主要功能和机理,以期为细菌sRNA研究提供借鉴。     

原核生物中小RNA的功能及研究进展

在原核生物基因组中,除了tRNA、rRNA和mRNA这3种我们很熟悉的RNA以外,目前已经知道还含有许多编码非常规调控的RNA。这些RNA的长度为50～400核苷酸,通常由原核生物的基因间区编码,但并不翻译成蛋白质,因此被称为非编码小RNA（sRNA）,简称小RNA或非编码RNA。近年来,随着生物信息学和分子生物学技术的不断发展,在原核生物体内陆续发现了上百种sRNA分子,这些sRNA分子具有多样的生物学功能,作为一类新发现的基因表达调控子已经引起了高度的重视。     

植物抗病毒分子机制

在与植物病毒的长期斗争中,植物进化出多种抗病毒机制,其中RNA沉默和R基因介导的病毒抗性是最受人们关注的两种机制.一方面,RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的重要手段.植物在病毒侵染过程中可形成病毒来源的双链RNA,经过DCL蛋白的切割、加工形成sRNA,与AGO蛋白结合形成RISC指导病毒RNA的沉默,用于清除病毒.相应地,病毒在与植物的竞争中进化出RNA沉默抑制子,抑制宿主RNA沉默系统以逃避宿主RNA沉默抗病毒反应,增强致病能力.另一方面,植物也进化出R基因介导植物对包括病毒在内的多类病原的抗性.R蛋白直接或间接识别病毒因子,通过一系列的信号转导途径激活植物防御反应,限制病毒的进一步侵染.对植物抗病毒的研究有助于人们对植物抗病分子基础的理解,有重要的科学意义和潜在应用价值.本文综述了植物抗病毒分子机制的重要进展.     

我国“十三五”育成小麦新品种（系）抗赤霉病进展分析与展望

小麦赤霉病严重威胁我国粮食和食品安全,培育抗赤霉病小麦品种是解决该病害最经济有效的途径。20世纪90年代后,以扬麦158为代表的扬麦、宁麦系列中抗赤霉病品种的育成和大面积推广有效抵御了长江中下游麦区的赤霉病危害,使我国抗赤霉病育种处于国际领先水平。尽管全球明确了7个抗赤霉病基因,为开展抗赤霉病育种提供了重要支撑,但由于赤霉病抗性机制复杂,实现高抗与高产的协调仍极其困难,抗赤霉病仍是当前及未来我国小麦育种的主要目标。对“十三五”期间我国小麦新品系和审定品种的抗性情况以及我国抗赤霉病育种方面取得的进展进行了综述,并提出了重视挖掘和利用扬麦等推广品种中优异抗性基因、将Fhb1导入扬麦等主栽品种的育种技术路线和重视表型精准鉴定等建议,以期为实现我国抗赤霉病育种突破提供借鉴。     

小麦-鹅观草第一部分同源群染色体渗入系鉴定与基因组归属分析

鹅观草（Roegneria kamoji,2n=42,SSHHYY）是小麦异源六倍体野生近缘种,对小麦赤霉病具有良好抗性,是改良小麦赤霉病抗性的重要遗传资源。通过远缘杂交,将鹅观草第一部分同源群染色体上的抗赤霉病基因Fhb6导入普通小麦。由于第一部分同源群染色体包含1S、1H和1Y三条染色体,为研究这些同源染色体对小麦赤霉病抗性的影响,筛选出4个鹅观草第一部分同源群染色体特异分子标记,通过PCR扩增鹅观草属不同野生种的基因组DNA,明确了抗赤霉病Fhb6基因位于鹅观草1Y#1染色体。进一步利用分子细胞遗传学技术从中国春与鹅观草的后代中选育出5份涉及鹅观草1Y#2和1S#2染色体的渗入系材料。其中：21RK?1为二体异代换系DS1Y#2(1A),21RK?2为二体异代换系DS1S#2（1D）,21RK?3为二体异附加系DA1S#2,21RK?4为1S#2和TW·1S#2S的双单体附加系,21RK?5为纯合TW·1S#2S易位系。这些新种质为小麦抗赤霉病基因的发掘及遗传改良奠定了基础。     

浅议小麦赤霉病抗性类型与鉴定方法的对应性

由镰孢菌引起的赤霉病是小麦的重要病害,其抗性比较复杂。准确可靠的鉴定和评价方法是抗性改良成功的前提。评述了小麦赤霉病抗性类型及其不同赤霉病抗性鉴定和评价方法的优缺点,重点讨论了抗性类型与抗性鉴定方法的对应性。希望对赤霉病表型鉴定、不同抗性类型的理解和评价以及抗性改良有借鉴意义。     

我国小麦赤霉病成灾原因分析及防控策略探讨

小麦是世界上三大粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。近年来,由于各种病虫害危害,全球小麦生产和粮食安全受到严重威胁,其中由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产上重要的病害之一。此外,病菌会产生多种真菌毒素对人畜生命健康构成严重威胁。化学药剂的使用以及抗病品种的种植可以有效地控制小麦赤霉病的发生。但是,由于高产优质抗病品种匮乏、气候变暖等因素影响,小麦赤霉病在我国小麦主产区频繁暴发;同时,赤霉病菌抗药性产生致使化学农药的防控效果大大降低。从气候变化、耕作制度改变、小麦品种抗性及病菌抗药性等方面,分析了赤霉病暴发成灾的主要原因。在此基础上,结合当前赤霉病防控研究进展以及存在的科学问题,探讨该病害持续绿色防控的对策建议,以期为我国小麦赤霉病的防控研究提供参考。     

小麦赤霉病新抗源的发掘与抗性位点的检测分析

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的世界性重要病害,发掘优异的抗性种质资源、培育抗病品种是持续防治赤霉病最经济且环境友好的措施。为发掘新的赤霉病抗源,本研究于2017—2021年在弥雾保湿大棚中,采用单花滴注法对642份小麦种质资源的赤霉病抗扩展性进行鉴定,同时利用已知抗赤霉病基因/位点Fhb1~Fhb7的分子标记对筛选出的抗性种质基因型进行分析。结果表明,不同年份间赤霉病病小穗率的相关性均达到极显著水平。筛选到3年及以上赤霉病抗性优于扬麦158的种质81份,主要来自长江中下游麦区,其中33份种质连续4年抗性优于扬麦158;筛选到3年及以上抗性与苏麦3号相当的种质9份,分别为望水白、Grandin、浩麦1号、剑子麦、魁小麦、农林26、软秆洋麦、苏麦2号和武农6号,其中剑子麦、软秆洋麦、苏麦2号和Grandin连续4年抗性与苏麦3号相当。对抗性种质携带的抗赤霉病基因/位点进行分析发现,浩麦1号、冀师7225-28、南农13Y110、石优17和武农6号不携带任何已知抗赤霉病基因/QTL,为小麦抗赤霉病研究和品种培育提供了新的种质资源和理论依据。     

基于共表达网络和蛋白互作分析挖掘小麦赤霉病抗性相关核心蛋白

高通量蛋白组学技术能够鉴定小麦特定组织的蛋白表达水平,对小麦穗轴混池蛋白组学分析得到的632个差异表达蛋白数据进行共表达网络分析,同时筛选显著表达模块进行蛋白质互作分析,以期挖掘出与小麦赤霉病抗性相关的蛋白。WGCNA分析结果共构建了12个表达模块,其中模块6与赤霉病抗病呈极显著相关,模块8显著相关。蛋白互作网络分析筛选到7个候选蛋白,分别为参与毒素降解的GST （glutathione S?transferase）和AdoMet?MTase（S?adenosylmethionine?dependent methyltransferase）,参与光合作用的IM30（membrane?associated 30 Da, chloroplastic）、PnsL2（photosynthetic NDH subcomplex L 2）和PPL1（PsbP?like protein 1）,以及抗逆相关的UCHL（ubiquitin carboxyl?terminal hydrolase）和MetAP2（methionine aminopeptidase 2）。这些蛋白可能在赤霉病抗、感病响应中具有重要作用,值得进一步研究。     

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病直接为害作物穗部,不仅严重影响小麦产量,还可因为毒素污染问题威胁人畜健康。近年来对小麦与禾谷镰刀菌互作的转录组学研究带来了很多新见解,概述了小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展,主要比较了不同抗性品种、不同器官、不同籽粒发育时期的小麦穗部在禾谷镰刀菌侵染时的基因表达特征,总结了赤霉病感染时小麦的激素响应、信号传导、转录调控和防卫相关基因的表达规律,以期促进研究者对小麦响应禾谷镰刀菌侵染规律的理解。