阚贵珍[1]2003年在《玉米纹枯病抗性遗传的研究》文中研究指明玉米是我国主要粮食作物之一，它在我国的经济发展中发挥重大作用。我国玉米育种目标是：稳定面积，以大幅度提高单产为基础，以改善品质为中心，以增强抗性为保证，充分发挥玉米在食用、饲用、加工、出口等方面的作用。 目前我国玉米的单产已达到较高水平，品质育种工作正日益受到重视，同时抗逆性尤其是抗病育种也取得了一定的进展。但近十年来，玉米生产上纹枯病发展蔓延较快，对玉米生产造成的损害越来越大，已成为制约玉米增产的因素。 虽然玉米纹枯病已引起生产部门和科研单位的关注，但仅有少部分人对玉米纹枯病生物学特征、病原学作了一些报道。迄今为止，国内外未见有关玉米纹枯病抗性遗传的机理报道，因此玉米抗纹枯病的育种工作进展缓慢。本研究以对纹枯病抗性不同的5个玉米自交系完全双列杂交所获得的六个世代为材料，用纹枯病病菌进行接种，根据接种后的发病级数，分析探讨玉米对纹枯病抗性的遗传规律，主要结果如下： (1)在玉米的基因库中存在着纹枯病的抗性基因。研究所用的5个自交系中，U8112和双二黄对纹枯病的抗性较强，B77、RA、黄早4对纹枯病的抗性则较弱。 (2)5个自交系完全双列杂交得到10个组合及其它们的正反交，亲本和杂种F_1代的方差差异极显着，表明玉米对纹枯病抗性受其基因型的遗传基础控制。 (3)F_1代的t测验中，有5个组合对纹枯病的抗性未检测到明显的细胞质效应，而在F_2代的t测验中，有3个组合对纹枯病的抗性是不受细胞质效应影响的，虽然这两种测验结果不完全相同，但是都表明玉米不同组合对纹枯病抗性的遗传基础是不同的(与后面的结论相同)。玉米纹枯病抗性主要受细胞核遗传控制，一般不受细胞质效应的影响，但有的组合可能受细胞质效应的影响。 (4)玉米对纹枯病抗性的广义遗传率较高，大都在45％以上，分离世代群体中抗性的变异主要是由遗传变异引起的。 (5)玉米纹枯病抗性的配合力方差分析表明，整个群体是不受细胞质效应的影响，试验所用的各自交系纹枯病抗性的一般配合力和特殊配合力效应间存在显着差异。对一般配合力进一步分析表明，自交系US 1 12、双二黄抗性的一般配合力较高，自交系RA、B77和黄早4抗性的一般配合力较弱，这与前面自交系间抗性分析基本一致。进一步对特殊配合力的分析表明，自交系US 112可以把抗病性稳定地传递给所有杂交组合，而双二黄可以组配特殊的高抗组合。 (6)F:世代抗性遗传分析和六世代联合抗性遗传分析都表明，不同玉米组合的纹枯病抗性遗传规律不一样。有的受主基因控制，有的受多基因控制，还有的受主基因和多基因共同作用。等位基因之间存在显性效应，非等位基因之间存在互作作用。 (7)玉米对纹枯病抗性的遗传受主基因和多基因共同作用，即是质量一数量性状遗传，初步探明有2对主基因。
杨华[2]2004年在《玉米纹枯病抗源筛选、抗性QTL定位及其应用研究》文中研究指明玉米纹枯病是世界上玉米产区广泛发生、危害严重的病害之一。随着高产栽培技术的变化，施肥量的增加，特别是氮肥使用的增多，以及种植密度的提高和现代推广品种持绿期的延长，导致玉米纹枯病蔓延速度加快，发生面积扩大，危害逐年加重。玉米纹枯病已成为影响我国、特别是西南地区玉米生产最严重的病害。长期以来，国内外对玉米纹枯病的相关研究报道主要集中于对其症状、病原学、病害的发生、发展与危害以及病害防治等方面。由于未解决可供育种利用的抗源问题，玉米纹枯病抗病遗传育种实际上处于停滞状态。因此，本研究针对玉米纹枯病危害曰益严重而纹枯病抗源又极为匮乏的现状，采用常规遗传育种研究和现代分子生物学技术相结合的方法，从种质资源筛选、QTLs定位分析、标记辅助选择育种等方面，对玉米纹枯病进行了较为系统的探索研究，获得的主要结果如下： 1、采用多年多点人工接种鉴定方法，对203份玉米资源材料进行鉴定。结果发现，CML270是鉴定材料中发现最好的高抗玉米纹枯病抗源，在年度间、地点间抗性表现稳定。按5级记载标准评价，CML270病情指数8.425％-13.3％，对照478自交系病情指数为36％-91.4％，CML270相对抗病指数为87％，对照478自交系为16.5％，CML270抗性水平显着优于对照。同时，还鉴定出R15、R09、CML163、Fla2Bt-116、L1037等一批中抗玉米纹枯病材料。 2、采用湖南、河南、江苏、海南、成都5个不同地区的强致病菌丝融合群菌株对CML270等22份材料进行接种鉴定。结果表明，五种菌株对CML270的病情指数分别为11.1％、12.5％、12.7％、10.0％、10.0％，自然诱发鉴定为13.3％，平均病情指数为11.1％。鉴定结果显示，CML270对不同菌株表现高抗、且抗性十分接近，与自然诱发鉴定差异不大，而其它参试材料表现菌株间差异明显。结合多年多点抗性表现和数量遗传特性，认为CML270种质可能为水平抗性资源。 3、选用CML270(高抗)和478(高感)杂交对玉米纹枯病抗病性遗传进行研究。该组合的F_2、BC_1、BC_2各世代纹枯病病级均表现为单峰连续分布，平均病级分别为：1.97(F_2-1)、1.91(F_2-2)、1.88((BC_1-1)、2.08(BC_1-2)，明显为数量遗传特征。用加性-显性模型估计纹枯病病级遗传特性，结果表明，玉米纹枯病抗性是由微效多基因控制的、以加性效应为主的数量性状遗传特性。用传统数量遗传方法，初步估算玉米纹枯病抗性基因至少受4-7对微效多基因控制。 4、利用(CML270×478)×CML270回交群体BCF_(2：3)为作图群体，用筛选出的128对多态性引物，构建了125个SSR标记位点的纹枯病抗性遗传连锁图谱，覆盖了玉米基因组1939cM，平均图距15.5cM，最大图距47.5cM。基本能够满足QTLs定位分析。 5、采用区间定位和复合区间定位两种方法，对叁个表征纹枯病抗性指标进行QTL定位分析。利用区间定位法，检测出控制“相对抗病指数”的4个QTLS，分别位于第l、7染色体上，检测出控制“绝对病斑高”的3个QTLs，分别位于第1、4、7染色体上，检测出控制“相对病斑高”的3个QTL:，分别位于第l、7染色体上。利用复合区间定位法，检测出控制“相对抗病指数”的4个QTLs，同样位于第1、7染色体上，其中位于第1染色体上QTLS有一个是减效位点，一个是增效位点，位于第7染色体上二个位点均表现增效。检测出“相对病斑高”的3个位点，分别位于第1和第7染色体上，均为增强抗性QTLs。检测出控制“绝对病斑高”的3个QTLs，分别定位在第4、7、8染色体上，其中位于第4染色体上的一个位点和第7染色体上的二个位点是减效QTLS，使病斑高度降低，位于第8染色体是增效QTL，使病斑高度增加。利用复合区间定位的叁个表征抗性指标，均在第7染色体102.64一113.6IcM间有两个QTL位点，使抗病指数增加，或使绝对和相对病斑高降低。尽管所有位点对纹枯病抗性表现单个贡献率都不高，但两种定位方法均检测出纹枯病抗性与第7染色体有关。 6、采用复合区间作图法对与纹枯病抗性相关的两个性状株高和穗位高进行了QTLS定位分析。检测出控制株高的10个QTLs，分别位于第3、4、5、6染色体上，控制“穗位高”的6个QT比被定位在第3、4、6染色体上，除第6染色体上为一增效QTL外，第3染色体上的1个QTLS和第4染色体上的4个QTLS均为减效。将控制株高、穗位高的QTLS位置与表征抗性的叁个指标的QT匕S位置比较，结果发现，除株高和穗位高与绝对病斑高在第4染色体bnlg1755至u眠1294区间有部分QTL位点紧密连锁外，与抗病指数和相对病斑高没有相近的位点。表明株高和穗位与抗病性遗传上不存在明显连锁关系。 7、利用第7和第1染色体上与抗病QTL紧密连锁的两个标记phi 116和umC1044对 (CML270 x 478)x CML27。回交后代13份Bc民:选系进行了抗性分子标记辅助选择。结果发现，其中2份选系与475具有1条相同带型，1份与478具有2条相同的带新型，因此这3份可能为不抗病选系;另10份选系与CML27O具有相同带型，推断它们为抗病选系。为验证标记辅助选择的可靠性，对这13份材料进行了人工接种鉴定，结果表明，依据标记推断为不抗病的3份材料表现为感到高感纹枯病，而其余10份表现从感到高抗?
程伟东, 谭贤杰, 覃兰秋, 周锦国, 江禹奉[3]2009年在《玉米纹枯病抗性的主基因+多基因混合遗传分析》文中研究指明利用自交系CML429(高抗)、CI23(中抗)、DM9(高感)和478(高感)组配得到6对正反交组合以及抗感组合CML429×DM9的P1(CML429)、P2(DM9)、B1、B2、F1和F26个世代材料进行玉米纹枯病抗性鉴定,研究分析这些抗感组合的抗性遗传特性。结果表明:玉米纹枯病抗性基本不存在胞质效应,抗性遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型;主基因间表现为加性-显性-上位性作用,两对主基因的加性效应分别为-1.2284和-1.2284,显性效应分别为-0.2065和-0.2063,其遗传效应值大小基本相同,且两对主基因间的加性效应与显性效应互作的上位性效应也相差不多,分别为0.2931和0.2935,两对主基因的遗传效应基本相同。抗感组合不同世代中F2的主基因遗传率最高(70.22%);多基因遗传率在B2最高(10.17%)。因此,在F2的选择效率最高。
赵茂俊[4]2004年在《抗玉米纹枯病种质资源筛选及QTL定位》文中进行了进一步梳理针对我国特别是西南地区玉米纹枯病发生日趋严重，已成为危害该区玉米的主要病害，而纹枯病的抗性资源缺乏，且抗玉米纹枯病遗传机制不十分清楚的实际情况，本研究从筛选抗玉米纹枯病的种质资源入手，利用现代分子标记技术对玉米纹枯病的抗性基因进行QTL定位，以期对抗玉米纹枯病的遗传变异规律有较深入的了解，从而为抗玉米纹枯病的育种奠定较为坚实的基础。通过研究，取得了以下主要结果： 1．对从全国各地收集到的45份玉米自交系进行连续两年的人工接种鉴定，结果发现高抗玉米纹枯病的自交系1份(CML270)，中抗自交系12份(R15和R09等)，中感自交系29份和高感玉米纹枯病自交系3份(478、ES40、D黄212)。其中，中抗玉米纹枯病自交系R15对纹枯病的抗性明显高于其他中抗自交系，而且还是四川农业大学玉米研究所选育出的“叁高”自交系，对其进行较深入研究，不仅有助于对抗玉米纹枯病机制的了解，而且对玉米抗病育种和生产实践具有更重要意义。 2．以R_(15)(抗)和478(感)为亲本配制F_2分离群体为作图群体，构建了含146个SSR标记位点的遗传连锁图谱，覆盖玉米基因组1666cM，平均距离为11.4cM。利用F_(2：3)群体将玉米纹枯病的5个抗性QTL定位于第2、6、10染色体上。基因作用方式除第10条染色体上的QTL仅表现为加性效应外，其余均为部分显性，且所有效应均为负值，这意味着这些基因效应有利于增加后代的抗病性。5个QTL共解释表型总变异的28.92％，其中第2条染色体上的一个QTL能解释10％以上的表型变异，可认为是主效基因位点。所检测到的5个QTL位点与邻近标记的距离分别为10.00、3.90、2.91、1.90、3.50 cM，该定位结果可用于分子标记辅助选择。 3．本试验除利用复合区间作图法定位抗纹枯病的QTL外，同时还应用单因子方差分析法对F_(2：3)群体的抗病性作了QTL分析。结果发现两种分析方法所得结论一致性很好，在一定程度上进一步说明本研究所定位的5个抗性QTL结果的可靠性。 4．实验中还利用F_(2：3)群体定位了控制株高和穗位高的QTL基因位点，分别位于5、7和1、4染色体上。比较抗纹枯病的QTL与株高、穗位高QTL的定位结果发现，抗玉米纹枯病的QTL与控制株高、穗位高的QTL完全不同，显然它们是受不同位点的基因控制的，这从另一个方面证明确实存在抗玉米纹枯病的基因。也说明玉米感纹枯病并不是其矮化育种的必然结果，即在玉米的半矮化育种中，完全可能发现和培育具有一定抗性的优良品种 5．本研究所检测到的5个抗性QTL仅解释表型总变异的28.92％，这可能与所选的抗性亲本抗纹枯病的能力有关，也可能与所构建的遗传连锁图谱还不够十分饱和及环境的影响有关，在今后的继续研究中，仍需进一步扩大种质资源的筛选，进行多年多点及不同群体、不同世代的考察;构建更加饱和的连锁图谱，以利于进一步的精细定位及分子标记辅助选择
唐海涛[5]2004年在《玉米纹枯病抗性遗传分析》文中研究表明本研究以国内首次鉴定得到的高抗玉米纹枯病自交系-CML270和另一在四川地区高感纹枯病自交系478，及遗传群体：(CML270×478)F_2群体3个、(CML270×478)×CML270、(CML270×478)×478回交群体各一个为材料，人工接种玉米纹枯病强致病菌丝融合群-立枯丝核菌AG-1-IA菌丝融合群。根据玉米纹枯病抗性田间表现，遗传分析研究表明，玉米纹枯病抗性表现为质量-数量性状，抗性遗传受主效基因控制，同时受微效多基因修饰，最少基因数目4-7对。 提取玉米自交系CML270和478的基因组DNA，利用通过已知植物抗病基因及其保守序列设计的引物进行PCR扩增，获得多个扩增片段。测序分析表明，这些扩增片段序列与已知的植物抗病基因序列无高度同源性，但与其它基因有部分同源性。其中，采用根据番茄的Pto基因设计的引物扩增玉米自交系478的基因组DNA时，扩增获得的产物经测序及Blast分析，发现该片段的核酸和蛋白质序列与玉米反转座子Cinful-1的核酸和蛋白质序列有较高的同源性。因此推测该片段可能是玉米反转座子Cinful-1基因的一部分。 提取玉米自交系CML270接种玉米纹枯病菌后0小时、6小时、12小时、24小时、36小时、48小时共六个时间点的叶鞘总RNA，反转录为cDNA，对该cDNA利用通过已知植物抗病基因及其保守序列设计的引物进行PCR扩增。经比较，接种后不同时段的cDNA(总RNA反转录得到)的扩增产物片段无明显差异。因此初步推断玉米纹枯病抗性基因的表达不受纹枯病菌的诱导，为组成型表达。
杨俊品, 唐海涛, 杨家秀, 李晓, 陈德全[6]2005年在《抗玉米纹枯病材料的鉴定及抗性遗传研究》文中认为通过1997~2000年抗性鉴定,获得CML270为高抗玉米纹枯病且抗性稳定的抗性材料。该自交系在不同年份,对不同地理来源的玉米纹枯病强致病菌丝融合群AG 1 IA表现高抗(病情指数10左右),抗性表现明显优于国内玉米骨干自交系478和48- 2。抗性遗传初步分析表明,玉米纹枯病抗性表现为质量-数量性状,抗性遗传受主效基因控制,同时受微效多基因修饰,最少基因数目4~7对。玉米纹枯病抗原的获得为最终解决玉米纹枯病危害提供了技术和材料支撑。
谭贤杰[7]2006年在《玉米纹枯病及其抗性的遗传研究》文中指出玉米纹枯病是我国玉米产区的主要流行病害之一，在高温高湿的南方玉米产区尤为严重。本试验鉴定了广西玉米纹枯病病菌融合群类型、对病害引起性状与产量作了相关、回归分析，同时对玉米纹枯病遗传模型与参数、配合力进行了研究，结果表明： (1)从广西玉米主产区的8个县市秋玉米的纹枯病病株中分离出8个玉米纹枯病菌株，经生物性状的观察和菌丝融合群测定，表明它们都属于立枯丝核菌AG 1-1A融合群。同时对分离到的菌株作腐生定殖能力和致病力测定，结果表明菌株GX4的腐生定殖能力和致病力最强，可作为玉米材料抗性鉴定的病原菌。 (2)相关分析表明玉米纹枯病级与株高、穗位高、穗粗、穗行数、叶面积和单株产量有极显着的负相关，而与秃尖有极显着的正相关。 (3)通径分析表明玉米纹枯病主要是通过减少植株叶面积、穗粗、行粒数、穗长和增加秃顶影响产量的。产量与其它相关性状可以用回归方程Y=-290.891+0.183×1-2.345×5+1.789×6+5.745×7-3.846×8+44.631×9+1.994×10+0.009×11(Y：产量；×1：病级；×5：株高；×6：行粒数；×7：穗长；×8：秃尖；×9：穗粗；×10：穗行数；×11：叶面积)R~2=0.795来解释。 (4)以P1，P2，F1，F2、B1、B1s六个世代病级数据的遗传模
杨俊品, 唐海涛, 杨家秀, 李晓, 陈德全[8]2003年在《玉米纹枯病抗源及抗性遗传》文中研究指明通过1 997～2 0 0 0年抗源鉴定,在国内首次。获得玉米纹枯病抗源CML2 70。CML2 70高抗玉米纹枯病,且抗性稳定。该自交系在不同年份,对不同地理来源的玉米纹枯病强致病菌丝融合群AG -1-IA表现高抗(病情指数1 0 %左右) ,明显优于掖478、48-2等国内玉米骨干自交系。抗性遗传初步分析表明,CML2 70对玉米纹枯病的抗性表现为质量-数量性状,受主效基因控制,同时受微效多基因修饰,最少基因数目4-7对
阚贵珍, 邓德祥, 蒋守华[9]2004年在《玉米纹枯病抗性遗传的初步研究》文中指出本研究以对玉米纹枯病抗性不同的5个自交系RA、B77、U8112、黄早4、双二黄以及双列杂交得到的六个后代群体为试验材料,在田间进行纹枯病菌接种,根据接种后的发病级数,研究其纹枯病抗性遗传规律。结果表明:在玉米的基因库中存在着纹枯病的抗性基因:不同玉米组合的纹枯病抗性遗传规律不一样,抗性的遗传受主基因和多基因共同作用,即是质量-数量遗传,主基因对数最多是2:玉米对纹枯病的抗性也在一定程度上受细胞质效应影响;。
位书佟[10]2014年在《两个玉米纹枯病病原诱导启动子的克隆与功能鉴定》文中认为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kiihn)引起的玉米纹枯病是玉米生产上主要的真菌性病害之一,缺乏纹枯病主效抗病基因资源成为限制抗病品种培育和病害防治的主要因素之一。由于调控抗病相关基因的表达也可以提高植物抗病性,丰富的抗病相关基因资源有望成为抗病分子育种的策略之一。利用病原诱导启动子驱动抗病相关基因的表达成为理想的手段,因而通过研究纹枯病病原诱导启动子的功能,确定其诱导核心区段,可以为抗病基因工程提供在特异条件下表达的载体平台。此前实验室已通过高通量测序技术分别对玉米纹枯病弱致病力菌株YWK-62和强致病力菌株YWK-196与玉米的互作在转录水平进行了研究,并获得了一系列差异表达基因。本研究对其中两个差异表达量较大的纹枯病诱导表达基因的启动子PGRMZM2G127328和PGRMZM2G169240进行了研究,验证相关启动子的功能,并探讨鉴定其响应玉米纹枯病菌诱导表达的顺式作用元件。本研究中,我们分别克隆了GRMZM2G127328和(GRMZM2G169240翻译起始位点上游约2Kb的DNA片段,并连接在GUS报告基因的上游以构建转基因载体。通过农杆菌介导的遗传转化方法转化水稻品种中花11,分别获得14株和10株转基因株系。对阳性转基因材料进行分析,发现PGRMZM2G127328和PGRMZM2G169240表现出丰富的组织表达模式并与玉米定量PCR检测的结果相似。在接种纹枯病原YWK196后,两个启动子24h内就能够被高效诱导表达报告基因,从而验证了相关启动子受病原诱导表达的能力。通过PLACE对两个启动子序列的分析发现,它们除了含有基本的调控元件外,都存在大量的特异性表达调控元件,如激发子响应元件等。对启动子PGRMZM2G127328的系列截短及烟草瞬时表达接种实验表明,-1416bp至-1086bp的缺失可以影响启动子受病原菌的诱导表达,说明在这一区段内存在调控病原菌诱导表达的顺式作用元件。对照PLACE的分析结果,该区段含有叁个GT-1元件,而GT-1(GAAAAA)在水稻等作物中被验证是受病原菌和盐胁迫诱导的作用元件。本实验室同期李宁同学的研究也证明GT-1可以响应纹枯病菌YWK-196的诱导。将该区段内的GT-1进行缺失研究,其受纹枯病菌诱导的功能丧失,说明GT-1为启动子PGRMZM2G127328的病原诱导核心元件。对启动子PGRMZM2G169240系列截短研究表明,-1278bp至-1183bp的缺失能够影响该启动子受病原菌的诱导表达,说明在这一区段内存在正向调控病原菌诱导表达的元件。对该区段的PLACE分析表明,这一区域内未检索到已知的病原诱导相关元件,说明在这一区域内可能存在新的病原调控调控元件。进一步将截短片段分段连接35S mini的实验表明,启动子-1263bp至-1234bp这30bp的区域内存在一个受病原诱导的作用元件。综上所述,本研究共验证了两个玉米纹枯病菌病原诱导启动子的功能,确定了启动子PGRMZM2G127328的病原诱导核心元件为GT-1,而启动子PGRMZM2G169240中存在可以响应纹枯病菌诱导的新调控元件,该元件定位于-1263bp至-1234bp这30bp的区域内。相关研究为揭示纹枯病的致病机理及抗病基因工程载体构建提供了新的研究基础。
参考文献：
[1]. 玉米纹枯病抗性遗传的研究[D]. 阚贵珍. 扬州大学. 2003
[2]. 玉米纹枯病抗源筛选、抗性QTL定位及其应用研究[D]. 杨华. 四川农业大学. 2004
[3]. 玉米纹枯病抗性的主基因+多基因混合遗传分析[J]. 程伟东, 谭贤杰, 覃兰秋, 周锦国, 江禹奉. 玉米科学. 2009
[4]. 抗玉米纹枯病种质资源筛选及QTL定位[D]. 赵茂俊. 四川农业大学. 2004
[5]. 玉米纹枯病抗性遗传分析[D]. 唐海涛. 四川农业大学. 2004
[6]. 抗玉米纹枯病材料的鉴定及抗性遗传研究[J]. 杨俊品, 唐海涛, 杨家秀, 李晓, 陈德全. 植物病理学报. 2005
[7]. 玉米纹枯病及其抗性的遗传研究[D]. 谭贤杰. 广西大学. 2006
[8]. 玉米纹枯病抗源及抗性遗传[C]. 杨俊品, 唐海涛, 杨家秀, 李晓, 陈德全. ’2003中国作物学会学术年会文集. 2003
[9]. 玉米纹枯病抗性遗传的初步研究[C]. 阚贵珍, 邓德祥, 蒋守华. 2004全国玉米种质扩增、改良、创新与分子育种学术会议论文集. 2004
[10]. 两个玉米纹枯病病原诱导启动子的克隆与功能鉴定[D]. 位书佟. 山东农业大学. 2014