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[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 邢国珍  魏馨  李晶晶  李闯  刘娜  蒋士君  李春奇  郑文明  
为建立快速鉴定玉米南方锈病菌和玉米普通锈病菌的分子检测方法,有助于玉米锈病的早期预警和有效防控,利用真菌ITS通用引物分别对采自海南、河南、吉林的玉米锈病菌样品进行了rDNA-ITS区克隆和测序分析(GenBank登录号为:HM452902,HQ154021HQ154038),并根据其变异区段序列分别设计了病原菌检测特异性引物。结果表明:设计的检测引物具有较高的种特异性和检测灵敏度,在普通PCR体系中可检测到南方锈病菌和普通锈病菌的锈病菌DNA的最低浓度分别为100和1pg/μL。本研究建立的检测体系对2
[期刊] 中国农业科学  [作者] 马红霞  孙华  郭宁  刘树森  张海剑  石洁  
【目的】建立巢式PCR方法,快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌(Puccinia polysora),为玉米南方锈病(southern corn rust)的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列,在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异性检测引物NX471-F、NX255-F和NX255-R,建立以NX471-F与真菌ITS区通用引物ITS4为外侧引物,NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR。采用20μL扩增体系:Ex Taq DNA聚合酶(5 U·μL~(-1))0.15μL、10×Ex Taq Buffer(Mg~(2+)plus)2μL,d NTP Mixture(各2.5 mmol·L~(-1))1.6μL,上下游引物(10μmol·L~(-1))各0.3μL,DNA 1μL,14.65μL ddH_2O。扩增程序:利用外侧引物NX471-F/ITS4进行第一步PCR扩增,95℃预变性7 min;95℃变性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸45 s,30个循环;72℃再延伸7 min。将扩增后的产物稀释20倍,取1μL用作第二步PCR的扩增模板,然后以内侧引物NX255-F/NX255-R进行第二步PCR扩增,95℃预变性7 min;95℃变性30 s,66℃退火30 s,72℃延伸26 s,30个循环;72℃再延伸7 min。同时选用内侧引物进行常规PCR扩增,扩增体系同巢式PCR,扩增程序除循环数为38,其余程序同巢式PCR的第二步PCR检测。在此条件下对多堆柄锈菌、高粱柄锈菌(Puccinia sorghi)、青杨叶锈病菌(Melampsora laricipopulina)和7种玉米常见病原菌进行特异性检测,对不同梯度多堆柄锈菌基因组DNA和3种人工接种病叶进行灵敏度检测。【结果】巢式PCR检测体系仅在检测多堆柄锈菌时,产生了255 bp的目的条带,其他菌株均未扩增出目的条带。巢式PCR检测体系对多堆柄锈基因组DNA的最低检测限为10 fg·μL~(-1),是常规PCR检测体系灵敏度的500倍。当1 g人工接种病叶含500—2.5×10~4个多堆柄锈菌夏孢子时,常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别0和85.71%,巢式PCR可检测出的夏孢子个数最少为1 000个;当1 g人工接种病叶中含1—7个夏孢子堆时,常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别76.19%和100%,常规PCR可检测出的夏孢子堆个数最少为2个,巢式PCR可检测出1个及以上夏孢子堆;当1 g人工接种病叶中含1—7个侵染点时,常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别14.29%和66.67%,检测出的侵染点个数最少分别为6个和3个。【结论】成功建立了一种以NX471-F/ITS4为外侧引物,NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR检测方法,可快速、高效、准确检测玉米叶片中潜伏期的多堆柄锈菌。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 王帅   张如养   王荣焕   宋伟   赵久然  
玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物,玉米生产对保障我国粮食安全具有重要意义。玉米南方锈病是由多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)引起的一种气传性真菌病害,主要发生在热带、亚热带玉米种植区。近年来,由于气候变化,该病害开始向高纬度地区蔓延,已逐渐成为我国黄淮海夏玉米区的主要病害,直接导致玉米籽粒品质变差、产量降低,对玉米生产造成严重威胁。目前,我国玉米生产上推广种植的玉米品种大多不抗玉米南方锈病,一旦南方锈病发生和流行,将会导致在短时间内大面积蔓延,而常规化学防治难以控制。因此,挖掘和利用玉米种质资源中的南方锈病抗性基因,进一步选育抗病品种是应对南方锈病为害最经济有效的技术途径。玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏,主要来自热带、亚热带,可直接利用的温带种质极少。与国外玉米种质相比,我国玉米种质中的高抗材料较少,主要来自农家种或含有热带血缘的P群材料,遗传基础狭窄。玉米南方锈病抗性基因的鉴定与克隆,对开展分子标记辅助育种、加快育种进程及抗病新品种选育具有重要促进作用,目前,已有多个南方锈病抗性基因被鉴定和克隆,为分子标记辅助选择育种奠定了基础。多年来,我国育种家利用有限的抗性种质资源,选育了多个抗南方锈病的优良玉米自交系,并成功育成抗病杂交种。近期,南方锈病病原菌基因组方面的研究揭示我国多堆柄锈菌群体已分化出高毒谱系,从而逃逸抗病基因的识别。因此,挖掘和利用抗性种质中蕴涵的丰富基因资源仍需进一步加强。本文概述了南方锈病的生物学特性及危害,系统梳理了南方锈病抗性种质资源鉴定、抗性基因定位与克隆,以及抗性品种选育的研究进展,并展望了玉米南方锈病未来研究方向,以期为玉米南方锈病防治和抗病品种选育提供参考。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 崔江宽  任豪豪  曹梦园  陈昆圆  周博  蒋士君  汤继华  
【目的】玉米孢囊线虫(Heterodera zeae)为孢囊线虫属定居型半内寄生线虫,可侵染多种禾本科作物的根部,玉米孢囊线虫的发生和传播扩散将会对我国玉米生产造成严重威胁。本研究旨在建立玉米孢囊线虫的快速分子检测体系,以期从近缘属种可以准确地检测出玉米孢囊线虫,为玉米孢囊线虫的监测预警和防控打下技术基础。【方法】从我国河南、河北、甘肃、山东、湖南、广西和北京共收集20个玉米孢囊线虫近缘属种群体作为供试线虫;选取13条含有10个碱基的随机引物,采用RPAD技术对供试孢囊线虫进行多态性分析,筛出玉米孢囊线虫特异性RPAD片段,并将其转化为玉米孢囊线虫SCAR-PCR引物;采用PCR方法测试玉米孢囊线虫特异性引物的准确性以及检测技术体系的稳定性、灵敏度和实效性。【结果】通过RAPD比对分析,发现随机引物OPA03能在玉米孢囊线虫基因组DNA中扩增出一条468 bp的特异性片段;将该片段回收测序,根据片段序列信息,利用Primer 5.0设计一对特异性引物HzF1/HzR1;特异性检测结果表明,HzF1/HzR1仅在玉米孢囊线虫群体中扩增出大小为393 bp的特异性片段,其他5种16个孢囊群体(禾谷孢囊线虫、菲利普孢囊线虫、大豆孢囊线虫、旱稻孢囊线虫和甜菜孢囊线虫)和4个其他种群(水稻干尖线虫、马铃薯腐烂茎线虫、落选短体线虫和咖啡短体线虫)均没有扩增出目的条带;以含有玉米孢囊线虫的混合种群孢囊DNA为模板时,特异性引物HzF1/HzR1也能扩增出来单一明亮的393 bp的特异片段,而不含玉米孢囊线虫的混合种群不能扩增出该片段;该体系实现了玉米孢囊线虫准确、稳定的检测目的;对建立的玉米孢囊线虫快速检测技术体系灵敏度和实用范围测试,表明该检测体系对玉米孢囊线虫单个孢囊和单条幼虫均有灵敏的检测能力,检出值不低于1/2 000个孢囊和1/80条2龄幼虫。【结论】本研究建立的玉米孢囊线虫SCAR-PCR快速分子检测技术,可用于玉米孢囊线虫单一样本和混合种群的快速检测,对玉米孢囊线虫的孢囊和2龄幼虫均有灵敏的检测能力,检测引物特异性强,检测方法便捷稳定,灵敏度高。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 夏拯  陈曦  张明哲  吴志毅  林晓佳  陈吴健  
本文主要针对玉米细菌性枯萎病和玉米内州萎焉病2种检疫性细菌病害进行红外光谱检测研究,并对其红外谱图进行基线校正和归一化处理,对其谱带归属进行了辨别分析。结果显示,该技术不仅于该2种病害的检测鉴定,还可用于实际样品的检测鉴定。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 陈绍江  解贵方  王俊忠  
试验以不育豫玉 2 2×高油 115、不育农大 3138×高油 115、不育农大 10 8×高油 115和不育豫玉 2 2×高油2 0 2共 4个配套组合为材料对普通玉米高油化三利用技术的生产效果进行了研究。不育普通玉米和高油授粉者种植行比为 4∶2。试验得到了以下结果 :高油化不育普通玉米与同型普通玉米相比 ,4个组合的穗行数均有增加 ,平均增加 0 .34行 ;千粒重、出籽率等性状则基本与普通玉米相同。 4个组合的产量表现为 3增产 1减产。这证实在三利用模式中 ,不育普通玉米高油化以后一般表现增产。另外 ,4个组合的蛋白质、油分、赖氨酸含量均有增加 ,分别比同型普通玉米增加 4 .14 ...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 郭云燕  陈茂功  孙素丽  武小菲  江凯  朱振东  李洪杰  何月秋  王晓鸣  
【目的】针对近年频繁暴发的玉米南方锈病,通过分子生物学技术,明确不同地区玉米南方锈病菌的遗传相似性,为研究该病害流行与发生规律和抗病育种提供信息。【方法】利用18对多态性ISSR引物对2011和2012年采集自12个省(自治区、直辖市)的72个菌株进行扩增,分析种群的遗传结构与特征。【结果】在相似系数0.81水平上,72个菌株被划为2群5亚群10组,亚群间表现出年度与地域的一定差异;遗传多样性分析表明菌株群体间存在较高的遗传变异;遗传相似性和遗传距离分析揭示山东与安徽、福建与浙江群体分别具有相对较高的相似性,而海南群体与其它群体遗传距离最远;不同地区病菌群体间缺乏基因交流,遗传相关性较低。【结...
[期刊] 南京农业大学学报  [作者] 刘胜利  王莹  何成华  施志玉  杨彦琼  赵士侠  吴康平  张海彬  
建立了高效液相色谱-荧光法(HPLC-FLD)定量检测饲料中镰刀菌毒素玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEA,又称F-2毒素)的方法。采用层析柱和免疫亲和柱结合净化提取液的方法,确定乙腈-水(体积比为9∶1)为最佳提取溶液,荧光检测的激发波长(λx)和发射波长(λm)分别为274 nm和440 nm。色谱检测条件:流动相为甲醇-水-乙腈(体积比为10∶46∶44);检测波长为激发波长274 nm,发射波长440 nm;柱温25℃,流速0.6 mL.min-1。HPLC-FLD对F-2毒素进行定量分析,线性回归方程为y=1 416 362.246x+2 771.577(R2=1.000 0...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 黄亮  刘太国  肖星芷  屈春艳  刘博  高利  罗培高  陈万权  
【目的】了解中国小麦品种的条锈病抗性水平,掌握条锈病抗性基因的分布与利用情况,加强小麦品种的合理应用,促进品种布局与推广,延长品种使用年限,保障小麦生产安全。【方法】在温室中采用条锈菌CYR32、CYR33、G22-9、G22-14对中国小麦主产区的79个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定,喷雾接种的幼苗在(10±1)℃的黑暗保温桶中保湿12—18 h,取出置于白天16—18℃,夜晚14—16℃温室中,光周期为L﹕D=16 h﹕8 h,15 d后按0—9级分级标准进行调查;在河北廊坊大田中采用条锈菌CYR32
[期刊] 西南农业学报  [作者] 吴永升  邹成林  黄爱花  郑德波  谭华  韦新兴  莫润秀  黄开健  莫芳华  
以6个玉米南方锈病抗性不同的玉米自交系为亲本,按Griffing双列杂交试验设计方法Ⅱ组配15个杂交组合,对玉米自交系南方锈病抗性进行配合力分析,并估算群体遗传参数。研究结果表明,6个自交系一般配合力(GCA)效应差异显著,自交系沈139 GCA效应为最大负效应,其次是齐319、双M9和X178;黄C和黄早四表现正的GCA效应。结合杂交组合实际抗病性表现与特殊配合力(SCA)效应进行分析,双M9所组配的各组合抗性表现和SCA效应均较好。群体遗传参数分析结果表明,该性状广义遗传力为82.54%,性状的遗传以加性效应为主,同时存在一定的非加性效应,性状表现受环境影响较大。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 王兵伟  覃嘉明  时成俏  郑加兴  覃永嫒  黄安霞  
【目的】通过对一个热带高抗玉米南方锈病材料S313与4个高感玉米南方锈病材料组配的8个F_2群体进行两年三季的遗传分析,在表型鉴定的基础上,利用其中1个F_2群体进行局部遗传图谱构建及抗性基因定位,并利用大群体及新开发的分子标记对抗性主效QTL进行精细定位,为进一步克隆该基因奠定基础。【方法】连续三季对8个F_2分离群体,分3个时期进行病原菌接种,玉米生长后期按1—9级标准等级记载各单株的抗南方锈病级数,进行抗性表型鉴定,最终确定抗、感分离比例。利用56K芯片筛选出2个亲本间多态标记,选择其中均匀分布的192个标记对S313×PHW52的F_2群体中各30个高抗、高感子代进行KASP分型。利用第10染色体短臂上19个SNP标记对整个F_2群体进行分型,构建局部遗传图谱;将遗传图谱与田间抗性表型鉴定结果相结合进行抗性QTL定位。开发初定位区间内10个SNP标记对次级群体进行标记分型,根据交换单株数量大小进一步缩小定位区间。根据玉米B73 Ref Gen_V4参考基因组信息,列出对应定位区间内的所有基因,利用基因的功能注释信息,确定可能与玉米抗南方锈病相关的候选基因。【结果】8个F_2群体田间抗、感分离比均符合3﹕1的分离比例,说明热带自交系S313对玉米南方锈病的抗性是由1个效应比较大的主效QTL控制。利用56K芯片筛选出2个亲本间的多态标记16 426个。利用192个标记对各30个抗、感子代进行连锁分析,获得了1个抗性连锁标记Affx-90241059。利用19个SNP标记构建了总遗传距离为31.8 cM,标记间平均距离1.77 cM的局部遗传图谱。利用复合区间作图法把该主效QTL定位在标记Affx-91298359与标记Affx-91182449之间,区间大小约2 M。进一步利用F_2大群体及10个SNP标记把该区间缩小到474 K的范围内。玉米参考基因组B73的对应区间内共有63个基因,其中3个基因LOC103640657、LOC100191493、LOC103640673编码的蛋白质与植物抗病性有关,因此把这3个基因列为热带玉米种质S313高抗玉米南方锈病的抗性候选基因。【结论】S313对玉米南方锈病的抗性是由1个主效QTL控制,并且S313的主效基因定位在第10染色体短臂约0.47 M的范围内。在该范围内有3个玉米南方锈病抗性候选基因。
[期刊] 西南农业学报  [作者] 杜青  吕巨智  程伟东  李石初  唐照磊  王玉萍  
选用4个玉米自交系作为父本,11个玉米自交系作为母本,采用NCⅡ遗传交配设计,组配44个杂交组合,调查南方锈病抗性水平进行配合力效应分析,并估算遗传参数,为玉米自交系的抗锈改良和新品种的选育提供参考。结果表明,11个母本玉米自交系的的一般配合力(GCA)效应差异显著,GCA负效应从大到小依次为S313、CML161、CML451、南959、FM528、D001、万姆、ZH01、ZH03、ZH02、WH0218。4个父本玉米自交系的一般配合力效应差异显著,GCA负效应从大到小依次为桂39722、桂兆18421、郑58、昌7-2。进一步对遗传参数的分析表明,自交系对玉米南方锈病抗性的广义遗传力为5...
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 张金钰  蒲浩杰  刘鹏飞  陈青春  张姿丽  蒋锋  
为挖掘新的抗南方锈病基因资源,本研究以甜玉米组合M5×M114的216个F2单株为遗传作图群体,应用BSA方法从500对SSR引物中筛选出2对在F2代抗病和感病DNA池间具有多态性的引物,分别位于4和9号染色体上;在4和9号染色体上重新设计100对SSR引物,构建了包含33个标记位点总长为241.2cM的连锁遗传图,各个标记间的平均距离为7.53cM。结合F2单株对南方锈病的抗性表现,用复合区间作图法在4和9号染色体上共检测到7个显著的南方锈病抗性QTLs,其中:4个QTLs位于4号染色体上,可解释12.1%、7.8%、18.2%和14.9%表型变异;3个位于9号染色体上,分别解释17.0%、13.3%与19.2%的表型变异。研究结果可为抗南方锈病的精细定位、主效基因克隆和抗南方锈病鲜食甜玉米品种选育提供理论依据。
[期刊] 华北农学报  [作者] 董淑静  许为钢  胡琳  董海滨  张建周  昝香存  李正玲  
对河南省60年来大面积推广的43个小麦品种进行条锈病抗性鉴定,并利用与Yr1、Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、Yr26、YrZH84、YrSp等基因紧密连锁的分子标记对其进行抗条锈病基因的检测。结果表明,大多数供试品种对条锈病优势小种CY32、CY33、Hy-8、Su11-4不具备或丧失抗性,仅3个品种对这4个生理小种有较好的抗性,占供试品种数量的7.0%;Yr1、Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、YrZH84等基因在43个品种中的检出频率分别为14.0%,95.3%,11.6%,4.7%,16.3%,7.0%,2.3%,11.6%,供试材料中未检测出Yr...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 李峰奇  韩德俊  魏国荣  曾庆东  黄丽丽  康振生  
【目的】鉴定黄淮麦区近年小麦主栽品种和后备品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平;了解抗条锈病基因在该区小麦品种中分布状况,为小麦安全生产与品种合理布局提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和水源致病类型14对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定;分别用Yr(91B/1R)、Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记检测其在参试品种(系)中的分布状况。【结果】在126个供试材料中,对CY32和水源致病类型14均表现免疫或近免疫的品种(系)只有11个,占8.73%;携带Yr9基因的小麦-黑麦1B/1R易位系的频率仍高达41.6%;分子检测表明,14...
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