大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究

大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究

白丽[1]2007年在《大豆品种对大豆花叶病毒的抗源筛选、抗性遗传分析和抗性基因的SSR标记定位》文中认为大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus,SMV)病是一种世界性大豆病害,在我国南北方均有发生,严重影响大豆的产量与品质,培育抗病品种是控制危害的最有效手段,而抗病育种的关键是具备优质抗源,以及阐明大豆对SMV的抗性遗传规律。目前南京农业大学已初步完成对全国大豆花叶病毒株系的鉴定,本研究针对最新鉴定的SMV株系,进行了抗源筛选、抗性遗传和抗性基因的分子标记定位研究,旨在获得目前大豆品种的抗性现状的相关信息,为抗大豆花叶病育种提供抗性种质,并且为分子标记辅助抗性基因的选择育种及抗病基因的精细定位和图位克隆奠定基础。研究发现,161个大豆品种在分别接种我国大豆主产区6个流行株系SC-3、SC-8、SC-11、SC-12、SC-13和SC-17后的抗性反应明显不同,其中冀B04-3、潍豆6号、BN101、恒盛一号、滨豆95-20、中品02-046、东大2号和东大4号8个品种对6个株系表现抗侵染,占参试品种总数的4.94%;油春01-32、贡豆114-1、中豆32、冀G04-85、中作00-683、科02-17和中品661对5个株系表现抗侵染,占参试品种总数的4.32%;另外,分别有6个和8个品种对4个株系和3个株系表现抗侵染。中作01-03、蒙89-52、山宁11号、京黄03-5、承豆7号和南豆99对6个株系表现抗扩展。以上品种不仅可直接用于生产,也可用作抗SMV育种的抗源。研究还显示,参试材料中无症状和高抗品种约占37%,高感类型占23.5%,其余为中间型。来自于黄淮海大豆产区的品种一般抗性较好。SC-8和SC-11是黄淮中北部和北方春大豆区共有的两个流行株系,本研究通过应用齐黄1号、齐黄22、诱变30、科丰1号、PI96983、广吉、早熟18和南农1138-2等抗性遗传背景不同的材料配制的抗感和抗抗杂交组合,研究了各抗性材料对SC-8和SC-11的抗性遗传规律以及不同抗性材料中抗性基因间的等位关系。研究结果表明,齐黄1号、齐黄22和PI96983对SC-8的抗性均由一对显性基因控制,齐黄1号和齐黄22所携带的对SC-8的抗性基因是等位的,齐黄1号和科丰1号所携带的对SC-8的抗性基因可能处于不同的基因位点。齐黄1号对SC-11的抗性由一对显性基因控制,齐黄1号、齐黄22、广吉和早熟18所携带的对SC-11的抗病基因是等位的。对齐黄1号×南农1138-2的F_(2:3)群体进行了针对SC-11和SC-14的分离分析,结果表明,R_(SC-11)和R_(SC14Q)处于同一连锁群。经分离群体组群分析法(BSA)研究发现,4个SSR标记Satt114、Satt334、Sat_234和Sct_033与R_(SC-11)紧密连锁。根据Song(2004)等整合的微卫星标记公共图谱,将R_(SC-11)定位到F连锁群上。选取F连锁群上在亲本之间有多态的引物18对,构建了F连锁群的遗传图谱,该图谱全长254.8cM,标记间平均距离为13.41cM,与“公共图谱”有较好的标记对应关系。

赵琳[2]2012年在《大豆抗性基因R_(SC8)的精细定位、候选基因的克隆、表达分析及不同抗性基因的聚合研究》文中研究指明大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病在世界各大豆主产区均有分布,严重影响了大豆的产量与品质。培育抗病品种是控制SMV危害的最为经济、有效的手段。而抗病育种最为关键的是具备对当地流行株系的优质抗源并明确抗性的遗传方式。目前南京农业大学已完成对全国SMV株系的重新鉴定,本研究针对其中的流行株系SC8进行抗性的遗传分析以及抗性,基因的精细定位,在此基础上完成候选基因的克隆测序,并利用实时荧光定量PCR技术对抗病基因目标区段内的候选基因进行分析,以获得抗性基因的相关信息,为抗SMV育种提供抗性种质及指导,同时为克隆抗性基因以及获得转基因抗病品种奠定基础。主要研究结果如下:1.抗性遗传规律的研究:接种SMV广分布株系SC8的情况下,对科丰1号×南农1138-2组合的F1、F2及F2:3进行了鉴定,结果表明:F1植株在接种后均表现抗病;F2群体抗感分离比经卡方测验,符合3抗:1感;对F2:3家系接种鉴定,纯合抗病家系、抗感分离家系和纯合感病家系的比率均符合1:2:1,说明科丰1号对SC8的抗性由1对显性基因控制。2.抗性基因的精细定位:选取BARCSOYSSR_02_0596、BARCSOYSSR_02_0602、 BARCSOYSSR_02_0610、BARCSOYSSR_02_0616、BARCSOYSSR_02_0618BARCSOYSSR_02_0621、BARCSOYSSR_02_0727这7对引物以及282个单株的F2群体将RSC8定位于BARCSOYSSR_02_0610与BARCSOYSSR_02_0618两标记间,在此基础上,对初定位目标区段设计了43对SSR引物以用于精细定位研究,发现有12对引物具有多态性,结合多态性引物在基因组上的分布情况,选取ZL-24、ZL-39、 ZL-42、ZL-52这4对引物进行F2大群体(2122个F2单株)的定位研究,最终将抗病基因RSC8定位于ZL-42和ZL-52两标记间,且ZL-42与ZL-52之间的遗传距离为2.6cM,物理距离约为40kb。3.抗性候选基因的克隆及表达分析:已有报道认为在RSC8抗病基因所在的区段有11个基因可能参与了科丰1号对SC8的抗性,本研究对这11个基因进行了克隆测序并开发了SNP、Indel标记,以期应用于精细定位的研究中。科丰1号对SC8株系的抗性基因精细定位于大豆2号染色体约40kb的物理区间内,大豆全基因组序列数据库分析后发现该区间内共存在5个候选基因,其中2个为未转录或推测编码未知功能的蛋白或假设蛋白。本试验着重对3个编码确定功能蛋白的基因进行了生物信息学分析及实时荧光定量PCR研究。生物信息学分析后发现:这些基因具有推测结构域和预测功能,3个基因分别是zinc finger protein、MADS box protein和K-box region类的转录因子。与Glyma02g13400基因亲缘关系最近的为大豆1号染色体上的Glyma01g08130基因和菜豆中相关基因,Glyma02g13420基因与William82品种中相关基因的亲缘关系最近,其次为菜豆中相关基因,然后为苜蓿中相关基因,最后为猴面花中相关基因,这几个被划分到一个亚组,其它亚组中的成员也与该基因具有一定的亲缘关系,但较远;Glyma02g13430基因与蓖麻子中相关基因的亲缘关系最近,其次是和菜豆分到了一个亚组之中,因为其它物种中的研究较少,同样不能提供有利的帮助,分析大豆基因组数据库中信息发现该基因属于C3HC4类型的锌指结构。利用实时荧光定量RT-PCR技术对抗病候选区段内基因进行分析发现:Glyma02g13400、 Glyma02g13420与Glyma02g13430基因均对机械损伤、SMV的诱导有不同程度的响应,分析后认为Glyma02g13400与Glyma02g13420基因参与了科丰l号对SC8的抗性。4.不同抗性基因的聚合研究:在前人研究基础上,本研究以分别携带3个抗性基因的齐黄1号(RSC14Q)、科丰1号(RSC8)和大白麻(RSC4)做抗性基因的供体杂交得到的F4代为材料,利用分子标记辅助选择及温网室接种SMV鉴定的验证,筛选到22株聚合3个抗性基因的单株,随后利用这些单株进行了F5代农艺性状的调查、温网室接种鉴定及分子标记辅助选择,最终获得了74株聚合多个抗性基因且农艺性状优良的植株。

李春燕[3]2010年在《大豆对大豆花叶病毒SC10株系抗性的遗传和抗性基因的定位及标记辅助选择》文中研究表明大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病是一种世界性的大豆病害,在我国各大豆产区均有发生,严重影响了大豆的产量与品质。培育抗病品种是控制其危害的最有效手段。国内外学者对SMV的抗性遗传和分子标记进行了广泛的研究。本文针对SMV南方流行株系SC10进行抗源筛选、抗性遗传和抗性基因的分子标记定位研究,为大豆抗病育种以及抗性基因的精细定位和图位克隆奠定基础;并利用与SMV抗性基因连锁的SSR标记对大豆种质进行辅助选择,为筛选新的抗性品种提供一定的依据。主要结论如下:1.26个大豆品种分别接种SC4、SC8、SC10三个SMV株系进行抗性鉴定,明确了各品种对3个株系的抗性反应。发现科丰1号,晋大74,大白麻等品种对3个株系均表现抗侵染,南农1138-2,东大2号,8101等品种对3个株系均表现感病。2.利用对我国南方大豆产区流行株系SC10抗病的材料科丰1号、晋大74、大白麻、汾豆56、中作229、徐豆1号、邳县茶豆、广吉和跃进4号与感病材料南农1138-2和8101配制抗感和抗抗杂交组合,研究了对SC10的抗性遗传方式以及不同材料的抗性基因间的等位性关系。结果表明,科丰1号、晋大74、大白麻、汾豆56、中作229和徐豆1号与感病品种杂交的F1表现抗病,F2呈3抗:1感分离比例,F2:3家系呈1抗:2分离:1感病的分离比例,证明它们对SC10的抗性由单显性基因控制。晋大74x汾豆56和徐豆1号×邳县茶豆的Fl表现抗病、F2未发现感病株,表明晋大74与汾豆56及徐豆1号与邳县茶豆所携带的对SC10的抗病基因是等位的或紧密连锁的。科丰1号×广吉、汾豆56、中作229,晋大74x中作229、广吉,大白麻×汾豆56、科丰1号和跃进4号×广吉的F1表现抗病,F2呈15R:1S的分离比例,F2:3家系符合7抗:4分离(15R:1S):4分离(3R:1S):1感的分离比例,表明科丰1号与广吉、汾豆56、中作229,晋大74与中作229、广吉,大白麻与汾豆56、科丰1号和跃进4号与广吉各携带一个抗SC10株系的基因,且在不同位点,分离结果的测验也显示2个基因独立遗传。3.用分离群体分组分析法(BSA)研究发现,在科丰1号×南农1138-2的F2群体中,D1b连锁群上的微卫星标记Satt558、Satt_254、Satt634、gm020580、gm020584、gm020562和gm020546均与抗病基因Rsclo连锁,遗传距离分别为6.1cM、2.0cM、0.9cM、0.8cM、2.0cM、4.6cM和9.2cM,由此推测抗病基因位于D1b连锁群。4对已经进行表型鉴定的176份大豆种质资源,利用与SMV抗性基因连锁的SSR标记验证分子辅助选择抗病材料的可行性。结果表明:分别利用与Rsc13-1连锁的SSR标记Satt558和Sat_254进行检测,抗病材料筛选的准确率分别达到51.5%和59.1%,两个标记联合筛选的准确率可达到65.4%。

陈珊宇[4]2009年在《大豆对大豆花叶病毒抗性的遗传分析及抗性基因的标记定位》文中研究表明大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病是一种世界性的大豆病害,严重影响大豆产量和外观品质。培育抗病品种是控制SMV危害的最为经济、有效的手段,而具备优质的抗源是抗病育种的关键。国家大豆种质资源库保存了野生和栽培大豆种质材料两万多份,在此基础上,构建了大豆核心种质,目的在于以最小的样本代表资源的最大遗传多样性,为种质资源的研究利用提供便利。本研究针对SMV主要流行株系,进行了抗源筛选、抗性遗传和抗性基因的分子标记定位研究,旨在获得目前大豆品种的抗性现状的相关信息,为抗大豆花叶病育种提供抗性种质,并且为分子标记辅助抗性基因的选择育种及抗病基因的精细定位和图位克隆奠定基础。人工接种黄淮与南方大豆产区SMV流行株系SC-3、SC-7和北方大豆产区流行株系SC-11、SC-13条件下,对中国农业科学院农业部种质资源与生物技术重点开放实验室提供的我国大豆核心种质中的93份野生大豆材料和99份栽培品种进行了抗SMV鉴定。结果显示,栽培大豆樟潭大青豆对4个株系表现无症状,ZYD03715、ZYD04257、上饶青皮豆3份材料对3个株系表现无症状,5份材料(ZYD04203、ZYD04856、82-16、82-24和渠县八月黄)对2个株系表现无症状,另有8、2、4份材料分别对SC-3、SC-7、SC-14表现无症状。参试材料中,无症状、高抗以及高感材料较少,中度抗性的材料所占比例较高;结果也表明,来自四川的17份材料抗性较好。SC-13是我国北方大豆产区主要流行株系,本文利用核心种质中对SC-13表现无症状的野生大豆材料ZYD03715及栽培大豆广谱抗源科丰1号,研究了ZYD03715及科丰1号对SC-13的抗性遗传方式,并对抗性基因进行了标记定位,研究了不同大豆材料对SC-13抗性基因间的关系.实验结果表明:科丰1号对SC-13的抗性由一对显性基因控制(RSC-13-1);ZYD03715对SC-13的抗性由一对隐性基因(rsc-13-2)控制,ZYD03715×科丰1号杂交组合的F2代分离比率为13R:3S,二者对SC-13的抗病基因位于不同位点。经BSA分析法研究发现,科丰1号抗性基因RSC-13-1位于D1b连锁群,连锁距离为Satt558 3.7cM RSC-13-1 16.1cM Sat_254。ZYD03715抗SC-13的位点rSC-13-2位于B2连锁群,与SSR标记Satt083、Satt416紧密连锁,遗传距离分别为0.9 cM和4.1cM;本研究发现了与以往报道的不同抗性基因,为大豆抗病育种及抗性基因的精细定位和图位克隆奠定了基础。

郑翠明[5]2000年在《大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究》文中提出大豆花叶病毒(SMV)病是世界性大豆病害,在我国各大豆产区普遍发生,对大豆生产危害严重,利用抗病品种是控制SMV最经济而有效的措施。东北是我国大豆主产区,SMV3号株系是强毒株系,抗源较少。筛选鉴定和研究新抗源具有重要的理论价值和实践意义。本研究利用SMV3号株系对大豆资源进行了抗性鉴定,筛选出抗性种质,并利用农艺性状和RAPD标记分析了部分抗源的遗传关系。通过对抗病×感病杂交组合后代分析,明确了高抗SMV的大豆品系95-5383的抗性遗传规律。利用BSA法筛选出与SMV抗性基因紧密连锁的RAPD标记,并将其转化成SCAR标记。利用作图群体将RAPD标记定位于大豆遗传连锁图上。具体研究结果如下: 1.利用人工汁液摩擦法对不同来源的347份大豆种质资源接种SMV3号株系进行抗性鉴定。筛选出113份高抗资源,占32.56%;112份材料中抗SMV3,占32.27%;122份感病,占35.16%。抗源主要来自于东北春作大豆区(辽宁)和黄淮海夏作大豆区(山东、山西、北京)以及美国和韩国,南方大豆产区抗源较少。不同品种接种后的症状类型不同,表明品种和株系间存在互作。国外引进资源接种后顶枯症状较多,表明症状反应和地理来源有一定关系。本文还分析了美国一些抗源对SMV3的抗性反应及抗性基因的关系。 2.利用筛选出的高抗SMV3号株系的大豆品系95-5383与4个感病品种(品系)HBI、铁丰21、Amsoy、Williams和抗病品种PI486355配制5个杂交组合,对各组合的F1、F2代接种SMV鉴定抗性。结果表明,95-5383与各感病品种杂交组合的F1代表现为感病,F2群体分离比例为3感(花叶+顶枯):1抗,表明95-5383对SMV3号株系的抗性受一对隐性基因控制。95-5383×PI486355的F2代接种后有感病植株分离,表明二者对SMV3的抗性基因是不等位的。利用BSA法对95-5383×HBI的F2代进行鉴定,筛选出与SMV抗病基因紧密连锁的共显性RAPD标记OPNII_(980/1070)。RAPD引物OPNII在95-5383和抗池扩增出OPNII_(980)片段,在HBI和感池扩增出OPNII_(1070)片段,在F1同时扩增出OPNII_(980)和OPNII_(1070)。用该引物分析95-5383×HBI的F2个体,OPNII_(980/1070)与95-5383抗病基因的遗传距离为2.1cM。 3.从95-5383和HBI中分别回收OPNII_(980)和OPNII_(1070)特异片段,克隆在PGEM-T easy vector中,并进行序列分析。结果表明OPNII_(980)和OPNII_(1070)的实际长度分别为986bp和1084bp,同源性为93.4%,主要差别是在两个不同区段插入(缺失)54bp和35bp的碱基。用克隆的RAPD片段OPNII_(980)作探针(SOPNII)对亲本基因组DNA 中国农业科学陨博十学位论义进行 Southern 65交,结果表明 OPN。。和 OPN川。。在人豆基因组中是以低拷贝形式存在。用n PD引物OPN和y卜于探针9口PN!1分析科丰1。南农1!3吕毛重组自交系作图群体,将 Opp和 SOPN定位于 F迹锁群的抗病基冈簇上.根据克隆片段OPN。羽IOPNll;。。的序列设计合成了一对SCAR引物SCNll,SCNll在95·5383中扩增出与 OPN。人小相同的片段 SCN。,在 HB中扩增出与 OPN。大小相同的片段SCN。,。,在FI同时扩增出SCN!l_、。SCNn对95·5383 X HBI的FZ群体扩增结果与RAPD引物OPNll分析结果完全吻台。SCAR标记SCNll。。,。对于大豆抗SMV标记辅助选抒育种和抗病性鉴定有很)“泛的应用前景。 4.选用已经鉴定出的68份高抗SMV3的大亘资源,利用农艺性状和nPD分析品种间的遗传关系。从 60个 nPD引物中筛选出 11个多态性引物,共扩增出刃个片段,多态性片段为33条。扩增产物的有无分别以1和0记录,选用J_。rd公式计算品种之间的相似系数,利用UPGMA法构建了树状图。RAPD聚类结果和农艺性状聚类结果具有一定的吻合性。聚类结果表明亲源关系相同、地理来额相同的品种多数聚在一类。分聚在不同组间的人豆品种迢传背景存在差异,可能具有不同的抗病基因。用OPN分析了68份抗性资源,其中有25份扩增出OPN。,衰明这些品种可能携带与95-5383相同的抗性基因,而其它扩增出OPN!l。;。。和OPNll。。的抗性品种可能携带不同于95.5383的抗性基因。

郑翠明, 常汝镇, 邱丽娟[6]2001年在《大豆对SMV3号株系的抗性遗传分析及抗病基因的RAPD标记研究》文中研究指明利用高抗东北 SMV3号株系的大豆品系 95 - 5 383与 4个感病品种 (系 ) HB1、铁丰 2 1、Am soy、William s和抗病品种 PI486 35 5配制 5个杂交组合 ,对各组合的 F1 、F2 代接种 SMV鉴定抗性。结果表明 ,95 - 5 383与各感病品种杂交组合的 F1 代表现为感病 ,F2 群体分离比例为 3感 (花叶 +顶枯 )∶ 1抗 ,表明 95 - 5 383对 SMV3号株系的抗性受一对隐性基因控制。 95 - 5 383× PI486 35 5的 F2 代接种后有感病植株分离 ,表明二者对 SMV3的抗性基因不等位。利用BSA法对 95 - 5 383× HB1的 F2 代进行鉴定 ,筛选出 RAPD引物 OPN11在 95 - 5 383和抗池扩增出 OPN11980 片段 ,在HB1和感池扩增出 OPN111 0 70 片段 ,在 F1 同时扩增出 OPN11980 和 OPN111 0 70 。用该引物分析 95 - 5 383× HB1的 F2 个体 ,共显性的 RAPD标记 OPN11980 /1 0 70 与 95 - 5 383抗病基因的遗传距离为 2 .1c M。

王大刚[7]2010年在《大豆对大豆花叶病毒抗性遗传、抗性基因精细定位及表达分析》文中研究表明大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)病是世界大豆产区分布最广的病毒病害之一,在我国各大豆产区均有发生,严重影响大豆的产量与品质。培育和种植抗病品种是防治该病害最经济、安全、有效的途径,而抗病育种的关键是具备优异抗源,并阐明大豆对SMV的抗性遗传规律。进一步对抗性基因标记定位、对分子标记辅助选择以及抗性基因克隆、明确抗性基因作用也有重要意义。因此,本研究针对新鉴定的部分SMV株系,筛选抗源、研究抗性遗传并精细定位抗性基因,为抗SMV育种提供抗性种质和技术支撑。利用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time polymerase chain reaction, QRT-PCR)技术对抗性基因目标区段内的候选基因进行定量表达分析研究,进一步确定抗性品种抗病的关键基因,以阐明其抗病的分子机制,为大豆抗性基因的图位克隆和利用转基因技术提高大豆的抗病性奠定基础。同时采用分子标记辅助选择(Marker assisted selection, MAS)的方法,验证利用抗性相关的分子标记对SMV抗性基因聚合的可行性。主要研究结果如下:1.抗源筛选为抗SMV育种筛选优异抗源,本研究对新育成的参加2004-2007年国家及江苏、北京和山东等省市大豆区试的品种在接种我国大豆产区主要流行SMV株系SC3和SC7的条件下分别进行抗性评价,结果表明:在抗SMV鉴定的334个品种中,对SC3抗性较好(高抗和抗病)的品种数有148个,占参试品种数的44.31%;对SC7抗性较好的有71个,占参试品种数的21.26%;同时对两个株系抗性表现较好的有55个,占参试品种数的16.47%。这些抗性较好的品种既可用于大豆生产,也可作为抗源用于抗病品种选育和与抗性相关的研究。研究还显示,来自于西北和黄淮海大豆产区的参试品种一般抗性较好。2.抗性遗传和抗性基因的等位性分析利用在我国长江流域和北方大豆产区广分布的SMV株系SC8对部分抗病品种与感病品种的杂交后代进行鉴定,发现F1均表现抗病,F2分离结果经卡方测验符合3抗:1感分离比例,F2:3家系符合1抗:2分离:1感的分离比例,结果表明:科丰1号、PI96983、齐黄1号、大白麻、晋大74、汾豆56、中作229和NY58对SC8株系的抗性受1对显性基因控制。齐黄22x南农1138-2和其反交南农1138-2×齐黄22的F1均表现抗病、F2表现为3抗:1感的分离比例,F2:3家系符合1抗:2分离:1感的分离比例,结果表明齐黄22对SC8的抗性是由1对显性基因控制,且抗性基因是由细胞核遗传,无细胞质效应。抗抗组合的等位性测验显示抗病品种晋大74x汾豆56的F1表现抗病,F2和F2:3家系未发现感病株,表明晋大74与汾豆56携带对SC8株系的抗性基因是等位的或紧密连锁的。研究还显示齐黄1号与科丰1号、大白麻与汾豆56携带抗SC8的基因是不等位的,而且独立遗传。大白麻×南农1138-2和南农1138-2x大白麻的F1、F2和F2:3接种SC4株系的鉴定结果表明,F1植株均表现抗病;经卡方测验,F2群体分离比例符合3抗:1感的比率;F2:3纯合抗病家系、抗感分离家系和纯合感病家系的比率符合1:2:1,表明大白麻对SC4的抗性是受细胞核遗传的1对显性基因控制,无细胞质效应。研究结果还显示:冀LD42、科丰1号、徐豆1号、晋大74、PI96983、齐黄22、跃进4号和汾豆56与感病品种杂交的F1均表现抗病,F2均符合3抗:1感分离比例,F2:3家系符合1抗:2分离:1感的分离比例,证明它们对SC4株系的抗性均各有1对基因控制,且抗病表现为显性。抗抗组合的等位性测验结果表明大白麻与汾豆56、科丰1号、齐黄1号早熟18四个品种携带抗SC4的基因是不等位的,冀LD42与汾豆56是不等位的,晋大74与中作229是不等位的,而且独立遗传。3.抗性基因的精细定位以抗病品种科丰1号和感病品种南农1138-2为亲本构建的F2群体(156个F2单株),重组自交家系群体(184个家系)和次级F2群体(181个单株)为材料,利用SNP和基因组SSR标记将科丰1号对SC8株系的抗性基因Rsc8精细定位在大豆的2号染色体上,Rsc8两侧最近的基因组SSR标记(BARCSOYSSR_02_0610和BARCSOYSSR_02_0616)之间的遗传距离为0.32cM,在大豆基因组上的物理距离不足200kb。利用1047株大白麻×南农1138-2的F2作图群体,采用分离群体分组分析法,将对SC4株系表现抗病的大豆品种大白麻携带的抗性基因Rsc4定位在大豆的14号染色体上,连锁最紧密的基因组SSR标记是BARCSOYSSR_14_1413和BARCSOYSSR_14_1416,与RSC4的遗传距离分别为0.17cM和0.27cM,在大豆基因组上两个标记之间的物理距离不到110kb。4.抗性候选基因的QRT-PCR (?)析利用生物信息学的方法和QRT-PCR技术在抗性基因候选区段内搜索候选基因并进行分析:在Rsc8抗性基因区段内,14个预测基因中有11个基因在SMV诱导后的表达量在抗感品种间存在程度差异,进一步分析发现8个抗病候选基因的表达量在抗感品种间的响应模式或时间上有很大的差异,推测这些基因可能参与了科丰1号对SC8株系的抗性反应。在RSC4抗性基因所在的区段,初选的11个候选基因在抗感亲本间的QRT-PCR分析表明,9个基因在接种SC4株系后的表达量在不同时间点抗感品种间都有响应,深入比较发现7个候选基因在抗感品种间不同时间点的表达量有一定的差异,初步认为这些基因可能参与了大白麻对SC4株系的抗性反应。通过上面的分析,推测候选基因Glyma02g13310、13320、13400、13460、13470和Glyma14g38510、38560、38580、39300可能是抗病关键基因。5.SMV抗性基因的聚合选择针对SMV株系SC14、SC8和SC4,用齐黄1号(Rsc140)、科丰1号(RSC8)和大白麻(RSC4)做抗性基因的供体,利用获得的与各个抗性基因连锁的9个分子标记,对4个亲本复交(齐黄1号×科丰1号)×(大白麻×南农1138-2)后代进行了标记辅助选择,结合网室接种SC14、SC8和SC4进行表型鉴定,结果证实分子标记选择的携带3个抗性基因的20个F4代单株对三个株系均表现抗病,其中有2个单株携带的3个SMV抗性基因位点已经纯合。研究结果证实紧密连锁的分子标记可以有效地用于对SMV抗性基因的聚合。

马莹[8]2010年在《大豆对大豆花叶病毒抗病基因的遗传分析、精细定位和标记辅助选择研究》文中指出大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)病是大豆生产上的一种世界性病害,严重影响大豆产量和品质。培育抗病品种是防治大豆花叶病毒病,保证大豆优质、高产、稳产最经济、有效和安全的途径。国内外学者在抗源筛选、抗性遗传和抗性基因的分子标记定位等方面进行了广泛的研究。本研究在南京农业大学国家大豆改良中心完成对全国SMV株系划分命名及对各地区目前SMV株系的组成、分布和流行情况分析的基础上,有针对性地选择各大豆产区的主要流行株系(SC3、SC7、SC18、SC15),对最新育成品种及少量地方和引进品种进行抗性评价和抗源筛选;利用多个抗SMV材料配制杂交组合,分析大豆对SMV株系SC3的抗性遗传方式及抗性基因间等位关系;对大豆花叶病毒抗病基因RSC12进行初步定位,并对已初步定位的基因RSC12和RSC14Q进行标记辅助选择的可行性研究;在对RSC14Q初步定位基础上,构建次级F2群体,利用以基因组序列为基础开发的新的分子标记,对RSC14Q进行精细定位。这些研究为抗SMV育种提供了抗性种质和抗源信息,为明确抗性遗传方式,开展抗性基因的标记辅助选择提供理论和方法指导,为SMV抗性基因RSC14Q的图位克隆奠定基础。主要研究结果如下:1.大豆对SMV株系SC3、SC7、SC15、SC18的抗性评价除对华南热带区域的13个大豆品种接种当地主要流行广分布SMV株系SC18和SC15外,其余的238个大豆品种均接种SC3和SC7株系。共筛选到26份抗性较好的材料。科丰1号、齐黄1号、PI96983、PI486355、Kwanggyo这5个品种对SC3和SC7均表现抗侵染,齐黄22、大白麻、早熟18、徐豆1号、Davis、Buflla这6个品种只对SC3表现抗侵染,Q0807、南农307、Q0806、中作056082等15个品种接种SC3和SC7后发病症状较轻,病情指数均在20%以内,对SMV有较好的抗扩展能力。251份品种无论接种优势流行弱毒株系(SC3和SC18)还是优势流行强毒株系(SC7和SC15),品种抗性分布都有如下规律:抗性表现为中间类型(中抗和中感)的品种所占比例很高,均在60%以上,表现高抗病和高感的品种比例很低,低于5%。并且抗弱毒株系的品种所占比例高于抗强毒株系的品种比例。国内黄淮海大豆生态区的山东、北京、山西3省(市)的抗性资源丰富,品种平均病情轻,品种间抗性变异度大。2.大豆对SMV株系SC3的抗性遗传与抗病基因的等位性分析七个抗性材料分别与感病材料南农1138-2杂交获得杂交后代。对各组合亲本及后代接种SMV株系SC3鉴定其抗感表型,并对调查结果做卡方适合性测验。结果显示:齐黄1号、科丰1号、Davis、广吉、早熟18、徐豆1号、PI96983分别与感病品种南农1138-2杂交的F1表现抗病,F2呈3抗:1感的分离比例,F2:3家系符合1抗:2分离:1感的分离比例,初步表明它们各有一对基因控制对SMV株系SC3的抗性,且抗性基因为显性。针对这七个抗性材料配制抗抗杂交组合,对各组合亲本及后代接种SMV株系SC3鉴定其抗感表型,并对调查结果做卡方适合性测验。结果显示:齐黄1号×广吉、齐黄1号×早熟18、Davis×广吉、Davis×早熟18、徐豆1号×广吉、PI96983×广吉六组抗抗杂交组合的F1,F2均未发现感病植株,初步表明齐黄1号、广吉、早熟18、Davis、徐豆1号、PI96983所携带的对SC3的抗性基因是等位的或紧密连锁的。科丰1号×广吉和科丰1号×早熟18两组抗抗杂交组合F1都表现为抗病,F2经卡方测验呈15抗:1感的分离比例,初步表明科丰1号所携带的对SC3的抗性基因与广吉、早熟18分别携带的对SC3的抗性基因在不同的位点上,且两个基因独立遗传。3.大豆对SMV株系SC12的抗性基因的定位及对RSC12、 RSC14Q的标记辅助选择研究杂交组合齐黄22(R)×南农1138-2(S)的亲本及后代接种SMV株系SC12,F1表现抗病,F2群体抗感分离比例符合3:1,F2:3家系呈1抗:2分离:1感的分离比例,表明齐黄22对SMV株系SC12的抗性是由一对显性基因控制,以Rsc12表示。利用齐黄22×南农1138-2的包含219个单株的F2作图群体,采用常规摩擦接种法对群体各单株进行表型鉴定,依据分离群体分组分析法,应用Mapmaker3.0软件进行表型与基因型的连锁分析,对抗性基因Rsc12进行标记定位,将Rscl2定位在F连锁群上,7个SSR标记均与抗病基因RSC12连锁,标记与RSCl2顺序和距离为:Sat_2976.4cM Sat_2344.9cM Sat_1541.1cM Satt1140.7cM SOYHSP1761.6cM Satt3342.4cM RSC126.3cM Sct033。利用抗病基因RSC12、Rsc14Q两侧的SSR分子标记Satt334和Sct033对齐黄22×南农1138-2的F2、F3和F4世代以及齐黄1号×南农1138-2的F5、F6世代进行抗病基因的标记辅助选择效率研究。结果表明:单独使用标记Satt334或Sct_033对Rscl2在齐黄22×南农138-2的三个世代以及对Rscl4Q在齐黄1号×南农1138的两个世代MAS准确率均在85%以上,同时使用两个标记准确率达95%。证明2个标记可以有效地代替人工接种鉴定用于大豆抗SMV育种中对抗病基因RSC12、RSC14Q的选择。4.大豆对SMV抗病基因RSC14Q的精细定位研究利用RSC14Q的初步定位结果,在重组自交系中筛选目标区间杂合、遗传背景纯合的单株,即剩余杂合体,共筛选到的四株剩余杂合体。构建了一个由剩余杂合体自交获得的包含680个单株的次级分离群体。经接种鉴定群体符合3抗:1感的分离比例,可以作为Rscl4Q基因的定位研究的定位群体。根据大豆基因组序列信息,针对目标区段开发新的标记,成功开发出了2个InDel标记和1个SNP标记,所获得的InDel标记分别命名为MY750, MY26530,所获得的SNP标记命名为MY525。新标记的获得有助于提高目的基因区域遗传图谱的精度,精细定位RSC14Q。本研究将RSC14Q定位在Satt334和MY750之间,分别与之相距0.6cM和0.5cM,根据已公布的大豆基因组序列,将包含RSC14Q的区段限定在1.18Mb区间内。根据单株及其后代的鉴定表型及标记数据,将RSC14Q锁定在标记MY525和MY750之间,依据大豆基因组序列信息,进一步将RSC14Q限定在616kb区间内,为图位克隆Rscl4Q基因奠定了基础。

李海朝[9]2006年在《大豆对大豆花叶病毒的抗性遗传与SSR标记定位研究》文中进行了进一步梳理大豆花叶病毒(SMV)病是大豆生产上的一种世界性病害,严重影响大豆产量和品质。国内外学者对大豆花叶病的抗性遗传和分子标记进行了广泛的研究。本研究的目的是针对最近发现的新株系SC-11、SC-13和SC-14进行抗性遗传和抗性基因的分子标记定位研究,为大豆抗病育种以及抗性基因的精细定位和图位克隆奠定基础。主要结果如下: 1.利用对我国北方大豆产区流行株系SC-11表现抗病的材料科丰1号、邳县茶豆、大白麻、齐黄22、诱变30、P196983、Kwanggyo和感病材料南农1138-2、南农18-6配制的抗感和抗抗杂交组合,研究了对株系SC-11的抗性遗传以及不同材料的抗性基因间的等位关系。结果表明:科丰1号、邳县茶豆、大白麻、PI96983、Kwanggyo、齐黄22、诱变30与感病品种杂交的F_1表现抗病,F_1呈3抗∶1感分离比例,F_(2∶3)家系呈1抗∶2分离∶1感的分离比率,证明它们对SC-11的抗性由单显性基因控制。PI96983×Kwanggyo和齐黄22×诱变30杂交后的F_2群体未发现抗感分离,表明PI96983与Kwanggyo以及齐黄22与诱变30对SC-11的抗性基因是等位的或紧密连锁的。大白麻与科丰1号、邳县茶豆、诱变30,科丰1号与Kwanggyo,PI96983与邳县茶豆杂交的F_2呈15抗:1感的比例分离,初步表明大白麻与科丰1号、邳县茶豆、诱变30,科丰1号与Kwanggyo,P196983与邳县茶豆所携带的抗SC-11的基因是不等位的,且2个抗性基因独立遗传。 2.SC-14是在黄淮地区新发现的目前唯一能侵染广谱抗源科丰1号的SMV株系。抗病性鉴定表明P196983、齐黄1号和齐黄22对SMV株系SC-14表现抗侵染,南农1138-2、邳县茶豆和科丰1号表现感病。遗传研究显示,P196983与南农1138-2、邳县茶豆和科丰1号杂交的F_1表现抗病,F_2出现3抗;1感分离,F_(2∶3)家系表现1抗:2分离∶1感的分离比例,表明PI96983对SC-14的抗侵染由一对显性基因(R_(SC-14)控制。齐黄1号和齐黄22与南农1138-2杂交在V_2期F_1无症状,F_2呈3抗∶1感分离,而在R_1期F_1表现严重的顶端坏死,F_2出现1抗∶2坏死∶1感的分离比例,且坏死F_2单株的后代产生抗病、坏死和感病的分离,表明齐黄1号和齐黄22对株系SC-14具有一对抗病基因(R_(SC-140)),它在V_2期表现显性,在R_1期呈不完全显性。紧密连锁的微卫星(SSR)标记satt334的杂合带型与坏死的F_2单株几乎完全对应,证实坏死的F_2单株是杂合体。

付三雄[10]2006年在《大豆微卫星标记遗传图谱的构建及其在大豆抗病、虫基因定位中的应用》文中进行了进一步梳理大豆起源于中国,有着悠久的种植历史,但同时各种病虫害的危害也一直困扰着大豆生产。其中大豆花叶病毒病和大豆食叶性害虫是危害当今大豆生产的两大主要因素,大豆花叶病毒病由大豆花叶病毒(SMV)引起,是侵染大豆的重要病毒之一,在大豆产区分布广,危害严重,严重影响大豆的产量和品质。此外,我国各大豆产区同时也受到不同程度的食叶性害虫危害,造成的损失同样是巨大的,在危害严重年份,常常把大豆叶片吃光或仅剩叶脉,造成大豆产量严重损失。然而,目前我国生产上种植的大豆品种大多不抗大豆花叶病毒病和食叶性害虫。所以开展大豆种质资源抗病、虫性的遗传分析,定位新的抗病、虫基因,利用分子标记辅助选择(MAS)方法培育高抗大豆病、虫新品种是当前大豆育种的重要任务。本研究以科丰1号为母本,南农1138-2为父本杂交构建的重组自交系(RIL)群体NJRIKY F_(7:11)为材料,利用分子标记对该群体进行评估,构建了该群体的基于PCR标记的分子遗传图谱。针对大豆花叶病毒的流行株系群进行了抗性遗传分析和抗性基因的定位研究,并利用该RIL群体对大豆食叶性害虫进行了抗性遗传分析和抗虫QTL的定位研究,主要结果如下:1.选用822对覆盖大豆全基因组的SSR引物,1对SCAR引物及由大豆EST设计的8对引物对RIL群体NJRIKY经调整后的184个家系进行群体遗传结构的分析,结果表明,绝大多数SSR座位趋于纯合;所有家系基本纯合;母本科丰1号及父本1138-2对群体的遗传贡献分别为0.507和0.493,群体各家系基因型组成符合正态分布;对各家系间的根井遗传距离采用UPGMA法对群体进行聚类分析表明群体中很少存在代表性重复现象。评估结果说明该群体遗传结构合理,分离情况良好,适合于遗传作图等遗传研究。2.应用RIL群体NJRIKY构建了一张包含20个主连锁群及5个小连锁群共25个连锁群的基于PCR标记的遗传图谱,其中包括271个SSR标记、1个SCAR标记、1个CAPS标记、2个形态标记和1个抗性基因共计276个座位。总长度为3179.8 cM,标记间平均间距为11.5 cM。图谱上的主要的标记为微卫星标记,与公共遗传图谱具有很好的可比性,标记的顺序和距离都很好地符合公共遗传图谱。将大豆黑色种皮基因I定位于G2-A2连锁群,与标记Sat_162相距1.2cM;将大豆花色基因W定位于G11-F连锁群,与标记AW186493相距7.7cM。3.对中豆5号(感病)×邳县茶豆(抗病)的P_1、P_2、F_1、F_2接种大豆花叶病毒SC-8株系群进行鉴定,F_1表现抗病,F_2抗感分离比符合3:1的分离,初步表明邳县茶豆对SC-8的抗性由一对显性基因控制。对科丰1号×南农1138-2的P_1、P_2、F_1、F_2及RIL群体分别接种SC-3和SC-7株系群鉴定,初步表明,科丰1号对SC-3株系群的抗性由两对基因控制,科丰1号对SC-7株系群的抗性由一对显性基因控制。利用RIL群体NJRIKY构建的遗传图谱,联合抗性鉴定数据和分子标记数据,用MAPMAKER/EXP 3.0b进行连锁分析,将大豆对SC-7株系群的抗性基因Rsc-7定位于G8-D1b+W连锁群上,有5个SSR标记Satt266、Satt634、Satt558、Satt157和Satt698与该抗性基因Rsc-7连锁。4.以RIL群体NJRIKY为材料,在室内养虫条件下,以喂养的斜纹夜蛾幼虫重、蛹重为抗性鉴定指标,应用主基因+多基因的混合遗传模型对大豆对斜纹夜蛾抗性的遗传进行了分析。结果表明,该群体对斜纹夜蛾的抗性遗传无论以幼虫重还是以蛹重为抗性鉴定指标均符合两对主基因+多基因的混合遗传模型,主要表现为主基因的遗传,其主基因的遗传率分别为66.48%和67.96%。利用RIL群体NJRIKY构建的遗传图谱,采用软件Cartographer V.2.5和复合区间作图法检测到1个以幼虫重为指标的抗性QTL,位于G20-O连锁群上,其端距离为31.91cM,加性效应估计值为0.0408,对性状变异的解释率为11.74%;检测到2个以蛹重为指标的抗性QTLs,分别位于G8-D1b+W和G17-L连锁群上,其端距离分别为14.71cM和0.01cM,加性效应估计值分别为-0.0139和0.0103,对性状变异的解释率分别为11.30%和6.36%。

参考文献:

[1]. 大豆品种对大豆花叶病毒的抗源筛选、抗性遗传分析和抗性基因的SSR标记定位[D]. 白丽. 南京农业大学. 2007

[2]. 大豆抗性基因R_(SC8)的精细定位、候选基因的克隆、表达分析及不同抗性基因的聚合研究[D]. 赵琳. 南京农业大学. 2012

[3]. 大豆对大豆花叶病毒SC10株系抗性的遗传和抗性基因的定位及标记辅助选择[D]. 李春燕. 南京农业大学. 2010

[4]. 大豆对大豆花叶病毒抗性的遗传分析及抗性基因的标记定位[D]. 陈珊宇. 南京农业大学. 2009

[5]. 大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究[D]. 郑翠明. 中国农业科学院. 2000

[6]. 大豆对SMV3号株系的抗性遗传分析及抗病基因的RAPD标记研究[J]. 郑翠明, 常汝镇, 邱丽娟. 中国农业科学. 2001

[7]. 大豆对大豆花叶病毒抗性遗传、抗性基因精细定位及表达分析[D]. 王大刚. 南京农业大学. 2010

[8]. 大豆对大豆花叶病毒抗病基因的遗传分析、精细定位和标记辅助选择研究[D]. 马莹. 南京农业大学. 2010

[9]. 大豆对大豆花叶病毒的抗性遗传与SSR标记定位研究[D]. 李海朝. 南京农业大学. 2006

[10]. 大豆微卫星标记遗传图谱的构建及其在大豆抗病、虫基因定位中的应用[D]. 付三雄. 南京农业大学. 2006

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大豆对SMV3号株系的抗性遗传及分子标记研究
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