科研产出
大豆花叶病毒抗性基因及分子标记研究进展
《植物遗传资源学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害.本文综合分析了近年来通过遗传定位发现的大豆花叶病毒抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用,总结了 RSC3(w)、RSC14-r和RSC18等抗大豆花叶病毒基因的物理位置及其候选基因.基于候选基因测序、实时荧光定量PCR、病毒介导基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)和基因编辑CRISPR/Cas9等技术梳理出GsCAD1、GmCAL和GmMLRK1等一系列直接或间接参与大豆花叶病毒抗性的相关基因,为大豆抗大豆花叶病毒基因调控网络的完善奠定了基础.本综述总结分析了大豆与大豆花叶病毒的相互作用机制,聚焦分析大豆抗性基因Rsv3等对大豆花叶病毒抗病机制研究进展,并对抗大豆花叶病毒育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和分子调控机制的研究提供参考.
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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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大豆新品系抗SMV鉴定及分析
《华北农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了筛选出对大豆花叶病毒（SMV）病具有抗性的大豆新品系,以1 108份新选育的大豆品系为材料,人工接种SMV优势株系SC3和SC7,通过调查发病率和病情指数以考察其抗性,同时分析其亲本来源和抗性。结果显示,有356和326份大豆品系对SMV株系SC3和SC7分别表现高抗,占比为32.13%,29.42%,同时对这2个株系均表现高抗的品系有252份,占22.75%。相关性分析结果显示,SC3和SC7发病率与病情指数呈极显著正相关（r=0.942和r=0.956）。线性回归结果显示,SC3和SC7发病率与其病情指数呈线性关系,线性关系显著,其发病率可以分别解释其病情指数变异的88.75%,91.47%。从亲本来源可以看到,母本来源于河北育成的品系数最多,有97份;父本来源于国外育成的品系数最多,为85份。抗性分析显示,来源于河北的母本抗性的病情指数相对较低,其后代品系平均发病率和病指指数也均相对较低。研究结果为SMV病情预测和大豆抗病育种提供了参考。
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皖豆33对SMV株系SC3的抗性遗传分析及分子标记定位
《中国油料作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病严重影响我国大豆产量及品质。本研究利用抗病高产稳产大豆品种皖豆33配制抗×感和抗×抗杂交组合,接种SMV优势株系SC3,研究皖豆33的抗性遗传方式及其与不同品种抗性基因间的等位性关系。结果表明:接种SC3后,抗感组合(Williams 82×皖豆33)及(皖豆33×南农1138-2)的F1单株均表现抗病,卡方测验结果显示F2群体符合3抗∶1感的分离比,F2∶3家系分离比符合1抗∶2分离∶1感,表明皖豆33对SC3的抗性由1对显性基因(命名为RSC3(w))控制;抗×抗组合科丰1号、齐黄1号和大白麻×皖豆33的抗性基因等位性研究显示,科丰1号与皖豆33携带对株系SC3的抗性基因是等位的或紧密连锁的,齐黄1号、大白麻与皖豆33携带抗SC3的基因是不等位且独立遗传。利用皖豆33×南农1138-2的392株F2群体将皖豆33携带SC3的抗性基因RSC3(w)定位在大豆2号染色体SSR标记BARCSOYSSR_02_0610和ZL-52之间,遗传距离分别为0.29 cM和0.35 cM,物理距离约为175 kb。
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2008-2018年黄淮南部审定大豆品种主要性状分析
《大豆科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为给黄淮南部高产优质大豆品种选育提供参考,文章从产量、品质和抗病性方面对黄淮南部2008-2018年审定的187份(次)大豆品种数据进行了研究分析.结果表明:11年来黄淮南部审定的大豆品种生产试验最高产量达到3 783.00 kg·hm-2,平均产量为2 854.05 kg·hm-2,山东省审定品种的平均产量可达3 121.05 kg·hm-2的高产水平.187份(次)大豆的品质整体保持在较高水平,多数地区平均蛋白含量、脂肪含量和蛋脂总量均在40.00%、20.00%和60.00%以上,且不同年份间差异不显著,其中安徽省、江苏省品质较优.抗病性方面以抗病、中抗和中感大豆花叶病毒为主,尤其近5年,抗病和高抗的品种数明显增多,而中感和感病不断下降,未见高感品种出现.综上分析,2008-2018年黄淮南部审定的大豆品种在产量、品质和抗性等方面均有不同程度的提高.
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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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大豆品系抗SMV评价及亲本来源分析
《大豆科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：由大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)引起的大豆花叶病毒病是大豆生产中普遍发生、危害严重的一种病毒病害。为筛选抗SMV品种,采用我国黄淮大豆产区SMV优势株系SC3和SC7,人工摩擦接种评价了815份大豆品系对SMV的抗性并分析了其亲本来源。结果表明:对SMV株系SC3和SC7分别表现高抗的有136和42份,占鉴定品系数的16. 69%和5. 15%;对SC3和SC7均表现高抗的有13份,占比为1. 60%;对两个株系均表现抗病的有215份,占26. 38%。表现高抗和抗病的大豆品系如H62509、H63001、H61927、W633619和W636513等通过审定后进行推广将对SMV的控制起到关键作用。对选育品系的亲本来源进行分析发现,以山东材料作为母本育成高抗品系的概率最高,而用安徽材料作为父本育成高抗品系的概率最高。研究结果将为大豆抗SMV育种提供可参考的信息。
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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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大豆新品系抗SMV鉴定及其抗性来源分析
《大豆科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是危害我国大豆生产的主要病害之一。利用黄淮大豆产区的SMV优势株系SC3和SC7对选育的394份大豆高世代新品系进行抗病性评价并分析其抗性来源。结果表明:对SC3株系表现高抗的品系有120份,占试验品系总数的30.46%;高抗SC7株系的品系有80份,占20.30%;对SC3和SC7株系都表现高抗的品系有64份,占鉴定品系数的16.24%。如大豆新品系H20443、H21660、H22501、Y50574和Y52933等通过审定后用于大田的生产将对SMV的流行起到控制作用。对选育的大豆新品系进行抗性来源分析可以发现,RT(抗病型)×RT组合获得抗病型后代品系的概率最高,其后依次为RT×IT(中间型)>RT×ST(感病型)>IT×RT>IT×IT>ST×RT>ST×IT,后代品系出现抗病型概率最低的组合是ST×ST。这些结果可为大豆新品系的选育和抗病育种亲本的组配提供参考依据。
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