烟草青枯病抗性与分子标记的关联分析

为了找到与烟草青枯病抗性相关的分子标记、加快抗病品种的选育,以78份烟草种质为自然群体材料,选用20对简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR)和37对微卫星锚定片段长度多态性(Microsatellite-anchored Fragment Length Polymorphism,MFLP)引物组合对烟草种质材料进行基因分型,并利用等位变异数据进行主成分分析和群体结构分析,同时采用TASSEL3.0软件对烟草青枯病抗性与等位变异进行连锁不平衡关联分析。结果显示:SSR和MFLP标记在78份烟草种质中共检测到252个等位变异,主成分分析和群体结构分析均将烟草种质分为5个组群;关联分析发现6个MFLP标记位点与烟草青枯病抗性显著相关,对青枯病抗性的解释率在8.33%~19.49%之间。这些分子标记可为评价具有青枯病抗性潜力的烟草种质材料提供依据。      

烟草种质抗青枯病鉴定及其抗性分类

分别于2008年、2009年在安徽省皖南烟区烟草青枯病病圃,选择国内外文献中标注为抗青枯病的部分烟草种质及安徽省尚未鉴定抗性的地方种质共138份,田间采用高密度栽培方式、随机区组设计,鉴定其青枯病抗性。结果表明:(1)以感病对照长脖黄病情指数达到100时的抗性进行划分评价,部分烟草种质的抗性与文献标注的抗性表现有差异;本试验中没有免疫烟草种质;Coker298、K346、NC86、Coker86、K399、LMAFC34、歙圆四号为高抗品种;G28等13份种质为中抗品种;其它种质在中感以上。(2)依据大田病情指数变化对烟草种质抗性分为四类:感病型、慢病型、抗病型及免疫型,并对其进行数据规范;分类结果表明免疫型种质0份,抗病型种质3份为Coker298、NC86、歙圆四号,慢病型种质有DB101等16份;其它为感病种质。     

烟草品种对马铃薯Y病毒抗性遗传分析

选用6个对PVY抗性有差异的烟草品种,采用完全双列杂交方法,研究了烟草对PVYN抗性遗传规律。结果发现:烟草PVYN抗性符合加性-显性遗传模型。参试品种间一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)存在极显著差异,V.SCR的GCA最高,其次是VAM,是对PVYN抗性的高值亲本,K326的GCA最低,其次是NC95,是对PVYN抗性的低值亲本。通过V.SCR×K326和VAM×TN86组合证明了V.SCR和VAM两个亲本的SCA均表现较高,有进一步研究利用的价值。参试品种的显性基因和隐性基因数量不同,V.SCR的抗性和NC95的感病性是由显性基因控制的,TN86的抗性和K326的感病性是由隐性基因控制的,环境对显性基因的表达有较大影响。狭义遗传力较高(h_N2),2003年为81.7%,2004年为74.43%,表明抗性基因可以通过基因累加的方式在后代中表现出来,宜早代选择。      

不同农业生态调控措施对烟草青枯病的影响

烟草连作黄泡泥土、烟草连作黄色石灰土及烟草轮作黄泡泥土3个不同生态环境堆沤圈肥的田间小区试验研究结果表明:品种抗性是导致处理间差异的主要因素,K346品种的抗性显著优于K326;在3块试验地中,以轮作地发病最轻,表明轮作是控制青枯病的有效措施之一;堆沤圈肥的土壤对青枯病的发生具有一定的抑制作用,可推迟其始发期和降低其发病程度。     

烟草黑胫病抗性遗传分析

选用中烟90(高抗),革新3号(高抗)、L8(中抗)、Burley21(中抗)、KBM20(高感)、KY14(高感)等6个烟草品种作为杂交亲本,按Griffing双列杂交的第1种方法设计36个杂交组合.用DPS数据处理系统对烟草黑胫病病情指数的配合力和遗传力进行了分析,结果表明,不同品种、不同组合问抗病性存在极显著差异,不同亲本抗病性能稳定表现出来.6个品种间黑胫病的一般配合力和特殊配合力存在极显著差异,一般配合力效应分析,中烟90为第一负效应,KBM20为第一正效应,说明中烟90在黑胫病抗性育种中有较好的潜力,KBM20不利于黑胫病抗性育种,6个品种年度间一般配合力表现有一定的差异,主要是在亲本Burley21上,中烟90、革新3号一般配合力表现比较稳定,为黑胫病抗性高值亲本,较适宜作为黑胫病抗性亲本来源,Ky14、KBM20一般配合力表现为低值亲本,不适宜作为抗黑胫病抗性来源的亲本;杂交组合Burley21和KBM20特殊配合力较高,抗性上有进一步研究利用价值.烟草黑胫病遗传以显性效应为主,加性效应也较大,抗性表达还受环境影响.黑胫病抗性遗传规律稳定,亲本抗性对后代影响较大,但在早世代进行抗性改良效果不好.     

地方晒烟琼中五指山-1的青枯病抗性鉴定与指纹图谱开发

鉴定抗烟草青枯病的优异种质资源，拓宽青枯病抗性品种的遗传背景，提高品种抗病水平，是当前烟草抗性育种的研究重点。以Dixie Bright 101、K326、红花大金元为对照品种，在室内接种FJ-SMNT、FQY-4、Y45等3株菌株，对地方晒烟种质资源琼中五指山-1进行病情指数调查与抗性评价，并基于种质资源重测序数据，开发了琼中五指山-1的特异性SNP指纹图谱。结果表明，琼中五指山-1发病缓慢，病情轻微，病情指数增长平缓，对3株菌株均有良好的抗性，抗性水平显著高于抗病对照。构建的特异性指纹图谱由339个SNP位点组成，基于云计算平台开发了该指纹图谱的检测程序并利用测序技术对指纹图谱的可靠性进行了验证，证明了该指纹图谱可以从随机取样的样品中准确鉴定出琼中五指山-1。琼中五指山-1是目前国内发现的青枯病抗性最好的种质资源之一。     

烟草抗青枯病育种研究进展

概述了国内外抗青枯病烟草种质抗性遗传特性和抗性相关分子标记研究、分析了我国种质资源的抗性鉴定结果、比较了中国和美国抗青枯病品种的抗性以及亲本。TI448A是国内外少数抗青枯病种质资源之一,其抗性由多对加性基因控制,美国烤烟品种的青枯病抗性大多来源于TI448A。烟草青枯病抗性容易受环境影响,且与TI448A抗性相关的分子标记缺乏。因此,鉴定抗病种质和抗病育种,需要建立稳定可靠的抗性鉴定方法、进行多年多点的抗性鉴定。开发分子标记尤其需要采用永久性遗传群体。提出了抗青枯病育种存在的问题,并讨论了解决办法。     

烟草青枯病抗性遗传效应分析

烟草青枯病是由青枯菌引起的烟草细菌性病害,是危害我国烟草生产的主要病害之一,解析烟草青枯病的抗性遗传效应对指导抗病育种具有重要意义。本研究采用主基因+多基因混合遗传模型的多世代联合分析方法,以多个抗病/感病样本为亲本,构建了两个不同的杂交组合,进行群体遗传效应分析。结果表明,岩烟97的青枯病抗性由2对加性、显性、上位性主基因以及加性、显性、上位性多基因控制;反帝三号-丙的青枯病抗性受1对加性-显性基因+加性-显性-上位性多基因控制。烟草青枯病抗性以加性效应为主,兼有显性效应,有利于等位基因聚合育种及早代选择。     

烟草抗青枯病突变体153-K的抗性遗传及与农艺性状的关系

烟草青枯病是一种细菌性病害,严重影响烟叶生产,筛选抗青枯病的烟草种质并解析其抗性遗传效应对指导抗病育种具有重要意义。本研究选用感病品种翠碧一号（CB-1）和抗青枯病突变体153-K为亲本,构建了F2群体,利用"主基因+多基因"混合遗传模型分析方法,研究其在安徽、福建两个病圃环境下的遗传效应,并对153-K青枯病抗性与农艺性状进行相关分析。结果表明,153-K在安徽病圃中的最优遗传模型为MX2-EEAD-AD,即2对等显性主基因+加性-显性多基因模型;153-K在福建病圃中最优遗传模型为MX2-ADI-AD,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。相关分析结果表明,在安徽、福建两个病圃环境下,青枯病抗性与株高呈显著负相关;而与叶片数、节距、茎围相关性均不显著。     

烟草赤星病抗性因素遗传的双列分析

对烟草赤星病两个抗性因素遗传的1／2＊7(7+1)双列杂交分析表明,病斑数量和病斑大小的遗传都符合加性-显性模型。病斑数量的遗传属部分显性类型,显性基因主要表现为减效;病斑大小的遗传属完全显性类型,显性基因为增效基因。1996、1997两年的田间试验结果和苗期离体叶片接种的结果基本一致。烟草对赤星病病菌侵入的抗性较抗病斑扩展的能力更容易通过品种间杂交传递给后代。配合力分析表明,一些组合具有较好的抗侵入特殊配合力,另一些组合具有良好的抗扩展特殊配合力。抗×感组合Beinhart1000-1×NC82两个抗性因素特殊配合力均较好,在抗病育种中有较高的利用价值。     

烟草品种大叶密合抗青枯病相关QTL的检测

烟草青枯病抗性遗传基础薄弱、抗源单一,使烟叶生产面临巨大风险。寻找新抗源,增加抗性基因是烟草抗青枯病育种的当务之急。大叶密合为新近发现的一个兼具品质和抗性的烟草地方品种,为了深入研究其抗性遗传基础,本研究以大叶密合(抗)×长脖黄(感)的F₂ (152个单株)为作图群体,构建包含287个SSR位点的遗传连锁图谱,全长2691.7 cM,平均图距10.23 cM。随后通过田间病圃对亲本、F₁和F₂进行抗性鉴定,并对抗青枯病数量性状位点(QTL)进行定位及遗传效应分析。结果共检测到6个QTL,位于第7、8、9、15和22连锁群,可解释的表型变异为9.2% ~ 15.0%。比较分析发现大叶密合的抗性基因不同于已发现的抗源。本研究结果为烟草青枯病新抗源的开发利用提供重要信息。      

烟草PVY隐性抗病基因的分子标记及其适用性

马铃薯Y 病毒(Potato virus Y,PVY)是危害烟草的重要病害, 种植抗病品种是经济有效的防治措施。分子标记辅助选择可提高抗病育种效率。来源于X-射线诱变的Virgin A Mutante(VAM) 的隐性抗PVY 基因位点(va)被广泛应用于烟草抗病育种。为了提高va 位点的育种利用效率, 根据烟草隐性抗PVY 基因(感病基因)eIF4E-1 基因序列, 设计特异扩增的引物CF2GR11,开发eIF4E-1 基因的分子标记, 并检测了该标记与抗性的遗传距离和在常见烟草资源中的适用性。CF2GR11 在云烟87、红花大金元和K326 等感PVY 品种可扩增出500 bp 产物, 在NC102、NC55 和K326PVY 等抗病品种无扩增条带。以抗、感PVY 亲本构建的101 个F₂ 单株为定位群体, 遗传连锁分析表明, CF2GR11 标记与烟草PVY 感病基因的遗传距离为0.99 cM。对46 份PVY 抗性明确的栽培烟草资源的检测表明, 供试资源的标记检测结果与抗性的吻合度为100%, 表明CF2GR11 标记适用性高。该目的基因标记可用于抗PVY 育种的辅助选择和抗PVY 资源的鉴定。      

烟草种质的SSR标记遗传多样性及青枯病抗性的关联分析

烟草青枯病是影响烟草产质量的主要病害之一,开发出与烟草青枯病抗病性密切相关的优异等位基因,可加速抗病品种的选育进程。据此,本研究选用94份烟草种质材料作为研究对象,运用236个SSR标记对这些材料进行基因分型和群体结构分析,开展基于连锁不平衡的关联分析探测与青枯病抗性相关的分子标记。结果表明,236个SSR标记在94份烟草种质中检测到904个等位变异位点,平均每个SSR标记为3.83个位点;这些SSR标记的多态性信息量（PIC）值在0.1361~0.8760之间,平均为0.5136。基于SSR基因分型数据,构建了126个标记单倍型;在此基础上进行群体结构分析,将94份种质划分为2个类群,表明本研究烟草种质的群体结构简单,有利于减少伪关联。二年田间抗病性数据与单倍型的关联分析发现7个单倍型与青枯病抗病性密切相关,其中有3个单倍型在二年的田间试验中均表现出与青枯病抗性密切相关,平均解释率超过10%。研究结果可为烟草青枯病抗病材料的分子标记辅助筛选提供参考。      

基于SSR分子标记的部分烤烟种质资源遗传多样性研究

为准确评价部分烟草种质资源的遗传多样性,利用42对已发表多态性较好的烟草SSR标记引物对38份烤烟种质资源进行分析,筛选出22对引物在这些种质间存在多态性,平均等位位点数为3.68个,Nei's多样性指数平均为0.451,Shannon信息指数平均达0.789。UPGMA聚类分析表明,红花大金元有明显特异性。遗传结构分析显示,参试材料可分为2个类群,类群1和类群2分别包含16份和22份种质材料,且类群1变异范围大于类群2,类群2材料多表现为自然株高在210 cm以下,叶数20~25,茎围10~11 cm,田间赤星病较严重,青枯病发病相对较轻。研究结果为提升SSR分子标记筛选效率和部分烤烟种质创新应用提供理论依据。     

烟草青枯病抗性突变体486-K和117-K的遗传分析

烟草青枯病是一种典型的维管束细菌性病害,严重影响我国烟叶生产。为了解烟草青枯病抗性突变体的遗传规律和开发抗性相关分子标记,本研究选用EMS诱变烤烟品种翠碧一号获得的烟草青枯病抗性突变体486-K和117-K为研究对象,以翠碧一号和2个突变体为亲本,构建了两个不同的杂交组合,采用卡方检验和植物数量性状"主基因+多基因"混合遗传模型分析方法,进行群体遗传效应分析。结果表明,卡方检验显示突变体486-K和117-K的F2代各病级株数呈正态分布,存在一定性状分离。"主基因+多基因"混合模型分析发现突变体117-K的最优抗性遗传模型为2MG-A,即2对主基因为加性效应控制遗传,无显性效应和上位性效应,主基因的遗传效率为78.57%;突变体486-K的最优抗性遗传模型为2MG-ADI,即2对加性-显性-上位性主基因模型,上位性效应中以显性×显性互作和显性×加性互作效应较大,主基因遗传效率为88.34%。表明烟草青枯病抗性突变体的遗传方式以主基因效应为主,受环境影响较小。     

烟草青枯病抗性的全基因组关联分析

为发掘并定位烟草青枯病抗性遗传位点,利用RAD简化基因组重测序技术（RAD-seq）,以219份遗传多样性较高的国内外烟草品种作为供试自然群体,利用田间病圃鉴定供试材料的青枯病抗性,通过全基因组关联分析（GWAS）,发掘抗病基因组区段,并进行抗病候选基因预测。结果表明,筛选鉴定到8个高抗青枯病的烟草品种,获得了384 904个高质量的SNP位点,对烤烟群体的基因组连锁不平衡衰减（LD）距离进行了估算,平均为256 kb。在烟草基因组内发掘到1个与烟草青枯病抗性变异显著关联的区段,峰值SNP在17号染色体的23 977 382 bp处,p=6.196×10^-7,能解释14.29%的表型变异,在该区段内预测到4个抗病候选基因。本研究为烟草青枯病抗病基因克隆及分子育种提供了较为明确的基因组定位信息。     

烟草青枯病颉颃细菌的筛选及其防病效果研究

从安徽、浙江等地的烟草、蕃茄和辣椒等茄科作物根标、根围土壤和病、健植株组织中,分离纯化到168个细菌菌株,通过室内异步培养法和平板扩散法,筛选出17个对烟草青枯病菌具有一定颉颃作用的菌株,其中,AQB-46和AQB-33两菌株抑菌能力最强,抑菌圈直径分别为33.7mm和30.6mm。盆栽防病结果表明,这2个菌株对青枯病的防治效果在接种青枯菌后的30d内一直维持在54.2%~64.7%。菌株AQB-62室内抑菌试验效果明显低于AQB-46和AQB-33,但盆栽防病的效果在接种后的20d内也一直维持在49.9%~53.0%的水平。接种前3d喷施颉颃菌的各处理,其防病效果远高于接种后3d喷施颉颃菌的各处理,前者防效最高为64.7%,而后者最高仅为15.0%,说明颉颃菌对烟草青枯病的防治主要表现为预防。此外,颉颃菌的防病作用主要表现为减轻发病程度,而对发病率没有影响。颉颃菌除具有直接的抑制青枯菌定殖、繁衍、扩展外,有的菌株如AQB-62还具有一定的诱导抗性作用。AQB-46,AQB-33和AQB-62等3个菌株可望研制成生物农药,使之更有效地防治烟草青枯病。      

香料烟青枯病抗性基因的遗传分析

本研究以香料烟青枯病抗病品种Xanthi、感病品种Samsun、F1以及F2群体为研究材料,采用青枯病圃进行抗性鉴定,利用主基因+多基因混合遗传模型对各群体单株的病情指数进行分析,结果表明:香料烟青枯病抗性基因是受2对加性-显性-上位主基因+加性-显性多基因(E-1模型)控制遗传;主基因的遗传率为49.63%。