科研产出
大豆R_(SC4)抗病候选基因Glyma.14G204700的克隆及其生物信息学分析
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确大豆抗大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)SC4株系的基因位点R_(SC4)(resistance to SMV strain SC4,R_(SC4))的候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中的序列结构特征和保守结构域,以齐黄1号、科丰1号、大白麻和南农1138-2共4个大豆品种为材料,通过基因克隆获得大豆Glyma.14G204700基因的cDNA全长序列,并采用生物信息学方法分析其序列特征和编码蛋白的理化特性及结构特征。结果表明,大豆Glyma.14G204700基因在4个大豆品种中的cDNA全长为4 719～4 776 bp,编码1 295～1 307个氨基酸,预测蛋白的分子量为148.38～149.33 kD,等电点为5.53～5.61,均为具较强亲水性的非分泌蛋白。Glyma.14G204700蛋白含有植物抗病基因家族蛋白的保守功能域——核苷酸结合域和富含亮氨酸重复结构域。该蛋白的二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-折叠组成,所占比例分别为59.45%～61.08%、28.65%～30.15%、8.11%～8.88%和1.61%～2.16%。启动子序列分析发现该基因含有脱落酸、低温及干旱等多种逆境胁迫响应元件。表明大豆R_(SC4)抗病候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中具有不同的等位变异,优异等位变异的鉴定和开发可为抗SMV大豆育种提供基础材料。
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大豆RSC4抗病候选基因Glvma.14G204700的克隆及其生物信息学分析
《植物保护学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为明确大豆抗大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)SC4株系的基因位点RSC4(resis-tance to SMV strain SC4,RSC4)的候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中的序列结构特征和保守结构域,以齐黄1号、科丰1号、大白麻和南农1138-2共4个大豆品种为材料,通过基因克隆获得大豆Glyma.14G204700基因的cDNA全长序列,并采用生物信息学方法分析其序列特征和编码蛋白的理化特性及结构特征.结果表明,大豆Glyma.14G204700基因在4个大豆品种中的cD-NA全长为4 719~4 776 bp,编码1 295~1 307个氨基酸,预测蛋白的分子量为148.38~149.33 kD,等电点为5.53~5.61,均为具较强亲水性的非分泌蛋白.Glyma.14G204700蛋白含有植物抗病基因家族蛋白的保守功能域——核苷酸结合域和富含亮氨酸重复结构域.该蛋白的二级结构主要由a-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-折叠组成,所占比例分别为59.45%~61.08%、28.65%~30.15%、8.11%~8.88%和1.61%~2.16%.启动子序列分析发现该基因含有脱落酸、低温及干旱等多种逆境胁迫响应元件.表明大豆RSC4抗病候选基因Glyma.14G204700在大豆不同抗性品种中具有不同的等位变异,优异等位变异的鉴定和开发可为抗SMV大豆育种提供基础材料.
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193份大豆品系对SMV抗性鉴定与分子标记检测
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)是中国最主要的大豆病害之一,了解大豆对SMV的抗性,掌握SMV抗病基因的分布,可为合理种植抗病品种提供理论依据。本研究采用SMV株系SC3和SC7,接种鉴定193份大豆品系对SMV的抗性,同时利用分子标记检测不同品系所含的抗病基因位点。结果表明,鉴定品系中对SC3和SC7分别表现高抗的有28份和31份,占14.51%和16.06%;均表现高抗的有15份,占7.77%。标记检测结果显示,感病对照‘南农1138-2’和54份品系中未检测到抗病基因位点;检测到1个和2个抗病基因位点的品系数分别有26份和41份,中抗以上的分别为13份和25份,占50.00%和60.98%;含有3个及以上抗病基因位点的品系数有72份,中抗以上的有65份,占90.28%,表现感病型(感病和高感)的仅4份,占5.56%。总之,含抗病位点较多的品系对SMV株系抗性强的品系数多,今后应育成多基因聚合的持久抗性大豆品种。
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大豆抗大豆花叶病毒病基因研究进展
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是严重危害世界大豆(Glycine max(L.)Merr.)生产的主要病害之一。近十年来,国内外关于大豆对SMV抗病基因的遗传标记定位、候选抗病基因的分析及大豆抗SMV的调控网络等研究取得许多新进展。大豆对SMV的抗性遗传主要分为数量抗性和质量抗性,其中数量抗性的遗传主要由1对加性主基因+加性-显性多基因共同控制;对不同SMV株系的质量抗性遗传分别由1对不同的显性基因控制。标记定位研究发现,大豆对SMV数量抗性位点主要分布在大豆的第6、10和13等染色体上。22个对SMV具有单显性质量抗性的基因位点已被标记定位在大豆的第2、6、13和14染色体上,且定位的多数抗病基因位点两侧标记间的物理距离都在1 Mb以内。其中第13染色体上的基因位点数最多,有Rsv1、Rsv5、RSC3Q、RSC11和RSC12等10个,定位在第2染色体上的基因位点有8个,如Rsv4、RSC5、RSC6、RSC7和RSC8等,第6和14染色体上各有2个基因位点,分别为RSC15、RSC18和Rsv3、RSC4。参考大豆全基因组序列(http://www.phytozome.net/soybean),利用生物信息学方法、表达谱分析及克隆测序技术等进一步缩小了大豆抗SMV候选基因的筛选范围。目前,在大豆第2染色体上确定的抗SMV候选基因主要有8个:Glyma.02G121400、Glyma.02G121500、Glyma.02G121600、Glyma.02G121800、Glyma.02G121900、Glyma.02G122000、Glyma.02G122100和Glyma.02G122200,在第6染色体上的是Glyma.06G182600,在第13和14染色体上的抗SMV候选基因分别有9个和6个:Glyma.13G184800、Glyma.13G184900、Glyma.13G187900、Glyma.13G190000、Glyma.13G190300、Glyma.13G190400、Glyma.13G190800、Glyma.13G194700、Glyma.13G195100和Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700、Glyma.14G205000、Glyma.14G205200、Glyma.14G205300。基于病毒诱导的基因沉默VIGS(virus induced gene silencing,VIGS)和转基因操作等技术,研究发现抗SMV相关基因Gm HSP40、Gm PP2C3a、Gm AKT2、Gm Cnx1、Gm SN1、Glyma.14G204500、Glyma.14G204600、Glyma.14G204700等参与大豆对SMV的抗性,属于正调控因子;而Gm EF1A和Gme IF5A等则增加大豆对SMV的易感性,为负调控因子。在综合SMV抗病基因的相关研究基础上,构建了基于Rsv1和Rsv3介导对SMV极端抗性的调控网络模型。Rsv1介导的大豆对SMV极端抗性调控模型的建立为大豆抗SMV信号网络的研究提供了新的方向。Rsv3介导的大豆对SMV极端抗性的主要机制是通过ABA信号的传导,从而使胞间连丝处的胼胝质沉积以抑制病毒从最初侵染的细胞向健康细胞的转移。本文系统综述了SMV抗病基因方面的最新研究成果并对该领域未来的研究方向进行了展望,以期为大豆抗SMV分子设计育种和抗病基因的机理研究提供参考。
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