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抗SCN位点rhg1与rhg4在种质资源中的单倍型分析及分子标记开发

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大豆科学 2017年第3期36卷 345-350页

作者：盛碧涵刘兵陈秀兰朱治佳谭云夫李文滨赵雪韩英鹏东北农业大学大豆生物学教育部重点实验室/东北农业大学农业部东北大豆生物学与遗传育种重点实验室黑龙江哈尔滨150030

rhg1和rhg4是抗大豆胞囊线虫病种质所具有的主要的抗性基因,利用与rhg1和rhg4位点紧密连锁的SSR标记和SNP标记对15份抗感病大豆种质进行基因分型。结果表明:rhg1位点连锁SSR标记Satt309对抗病种质的检出率为55.56%,rhg4位点连锁SSR标记S... 详细信息

rhg1和rhg4是抗大豆胞囊线虫病种质所具有的主要的抗性基因,利用与rhg1和rhg4位点紧密连锁的SSR标记和SNP标记对15份抗感病大豆种质进行基因分型。结果表明:rhg1位点连锁SSR标记Satt309对抗病种质的检出率为55.56%,rhg4位点连锁SSR标记Sat_162对抗病种质的检出率为66.67%;rhg1位点序列引物PCR产物630bp位置存在腺嘌呤与胞嘧啶(A/C)突变,感病等位为A碱基,抗病等位为C碱基,在rhg4位点标记引物SHMT的PCR产物上2 749 bp位置存在胞嘧啶和鸟嘌呤(C/G)突变,感病等位为C碱基,抗病等位为G碱基。rhg1和rhg4位点内SNP对抗病种质的检出率分别为77.78%和100%。利用高分辨率溶解曲线法设计rhg1和rhg4位点SNP标记,在扫描温度为65℃起始,60℃保持,94℃终止时可得到理想的分型结果。

关键词：大豆胞囊线虫病 rhg1 rhg4 微卫星标记单核苷酸多态性

大豆rhg1位点上抗大豆胞囊线虫相关基因GmAAT的功能分析

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大豆Rhg1位点上抗大豆胞囊线虫相关基因GmAAT的功能分析

作者：张凤中国农业科学院

学位级别：硕士

大豆胞囊线虫是大豆生产中经济危害最大的病害之一,种植抗性品种是防治大豆胞囊线虫病最经济有效的方法之一。本研究一方面对大豆胞囊线虫胞囊计数的方法进行了优化;另一方面,对大豆胞囊线虫重要抗性位点rhg1的功能进行了探索。1、大豆... 详细信息

大豆胞囊线虫是大豆生产中经济危害最大的病害之一,种植抗性品种是防治大豆胞囊线虫病最经济有效的方法之一。本研究一方面对大豆胞囊线虫胞囊计数的方法进行了优化;另一方面,对大豆胞囊线虫重要抗性位点rhg1的功能进行了探索。1、大豆胞囊线虫抗性主要是通过统计根上的胞囊数来进行评价的,因此,大豆胞囊线虫计数是不可或缺的。常规方法计数费时费力,寻找高效准确的计数方法将大大促进胞囊线虫病的研究。前人利用氙气或卤素为激发光源的荧光成像系统进行胞囊计数,然而由于激发光能量偏低,只适用于新鲜胞囊,褐化胞囊不能清晰成像,计数效果欠佳。我们改用激光作为激发光源,并且摸索到合适的拍照条件以及计数参数。此种方法改进,褐化胞囊也能得到清晰且对比度高的图片,可用于高效准确进行大批量样品的胞囊计数。2、rhg1是大豆胞囊线虫重要抗性位点之一。前人研究中发现,该位点上存在三个抗性相关基因。Glyma.18G022400(GmAAT)是其中之一,但其作用机制未知,本研究对其功能进行了初步解析。序列分析表明GmAAT可能是氨基酸转运体;通过组织特异性表达分析以及蛋白亚细胞定位,发现其可能通过维管系统运输氨基酸;氨基酸毒性剂量处理过表达GmAAT的拟南芥和大豆植株,根据表型观察推测其可能在植物体内转运Glu;在大豆中过量表达GmAAT可以激活JA合成途径;在抗性种质PI88788中抑制JA的合成,可以降低其抗性,证明了JA途径在大豆胞囊线虫抗性反应中发挥了重要作用。

关键词：大豆胞囊线虫荧光成像系统 rhg1 氨基酸转运体茉莉酸

大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1多样性及分子标记开发与利用

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大豆胞囊线虫抗病候选基因rhg1多样性及分子标记开发与利用

作者：南海洋中国农业科学院

学位级别：硕士

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe),英文名称是Soybean Cyst Nematode,简称SCN,是造成大豆减产的主要病害之一。实践证明培育和种植抗病品种是防治病害的最有效途径,研究大豆胞囊线虫抗病基因并根据抗病基因开发的标记用于分... 详细信息

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe),英文名称是Soybean Cyst Nematode,简称SCN,是造成大豆减产的主要病害之一。实践证明培育和种植抗病品种是防治病害的最有效途径,研究大豆胞囊线虫抗病基因并根据抗病基因开发的标记用于分子标记辅助育种是加快抗病品种选育进程的基础。rhg1作为大豆胞囊线虫抗病候选基因能解释SCN3号生理小种贡献50%以上的抗性,本研究首先通过对5份大豆资源rhg1同源序列分子分析以明确rhg1在大豆基因组上的同源基因及rhg1基因进化模型;随后对57份栽培大豆材料的rhg1的多样性进行分析及控制群体结构的GLM关联分析,阐明rhg1基因SNP的发生频率及分布特点,发掘与SCN抗性相关的SNP位点;最后对57份大豆资源rhg1序列中的InDels位点与大豆资源的抗性进行了关联分析,发掘与SCN抗性相关InDels标记。为合理利用大豆种质拓宽抗性遗传基础以及SNP标记辅助选择提供理论依据和技术手段。主要研究结果如下：1.明确了rhg1与其同源基因的进化关系。克隆了多年生野生大豆(2份)、一年生野生大豆(1份)和栽培大豆地方品种(1份)及选育品种(1份)的rhg1及其同源序列,两者位于染色体Gm18和Gm11上,结构预测显示rhg1与其同源基因皆具有抗病基因结构,进化分析推测新基因产生的模型为EAC模型,rhg1具有新基因功能,而rhg1同源基因为祖先基因。2.明确了rhg1的序列多态性及SNP发生规律。57份材料的rhg1全基因共发现63个SNPs,包括57个碱基替换和5个Indels,突变频率为1/80.6,共发现错义突变位点9个,其中3个发生在基因结构域内(均发生在激酶结构域内)。57份大豆种质的rhg1基因多样性π为0.00313,θ为0.00255;地方大豆的序列多态性(π为0.00335,0为0.00273)明显高于选育大豆(π为0.00206,θ为0.00227),说明了rhg1基因在育种中受到人工选择的作用。rhg1单倍型分析显示HAP-3和HAP-4为参试材料的优势单倍型,且这两个单倍型为抗病相关的单倍型。3.扫描到与SCN抗性相关的SNP位点。通过57份大豆资源rhg1候选基因与SCN抗性的关联分析发现：57份大豆资源组成的自然群体中存在遗传结构,位于rhg1基因2480bp位置SNP位点(G/A)与SCN抗感表型显著相关(0.05水平),但是这个位于激酶结构域内的SNP未导致氨基酸的变化,其对抗性的贡献机制还需进一步研究。4.发掘与SCN抗性相关的InDels标记。根据rhg1序列中的插入删除位点开发了3个InDels标记,33份材料中rhg1-I4等位变异与大豆胞囊线虫抗病性相关。将rhg1-I4标记与satt309配合使用,在胞囊线虫抗病资源鉴定上的效率为88.2%,显著提高了标记辅助选择的效率。

关键词：大豆胞囊线虫 rhg1 SNP 关联分析

大豆抗胞囊线虫基因rhg 1和rhg 4产物基本性质分析与结构预测

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大豆科学 2007年第5期26卷 663-668页

作者：高亚梅韩毅强杜吉到刘金文黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院大庆163319 黑龙江八一农垦大学植物科学技术学院大庆163319

抗胞囊线虫病基因是大豆抗病育种的重要基因资源。目前已经在抗胞囊线虫品种中发现了两个对于抗性具有重要贡献的rhg1和rhg4基因,但是关于蛋白质结构和功能的信息还很少。本研究注释了rhg1和rhg4完整的结构域特征,二级结构分析显示两蛋... 详细信息

抗胞囊线虫病基因是大豆抗病育种的重要基因资源。目前已经在抗胞囊线虫品种中发现了两个对于抗性具有重要贡献的rhg1和rhg4基因,但是关于蛋白质结构和功能的信息还很少。本研究注释了rhg1和rhg4完整的结构域特征,二级结构分析显示两蛋白质均采用α/β折叠,蛋白激酶结构域的空间结构采用与所有真核生物的丝氨酸/苏氨酸及酪氨酸特异性蛋白激酶的核心相同的折叠方式.具有类似结构特点。

关键词：胞囊线虫 rhg1 rhg4 结构域结构预测

大豆抗胞囊线虫病种质rhg_1和rhg_4位点的单核苷酸多态性(SNPs)

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植物遗传资源学报 2003年第2期4卷 89-93页

作者：邱丽娟常汝镇王文辉 Perry Cregan Dechun Wang Yiwu Chen 马凤鸣中国农业科学院作物品种资源研究所 USDA-ARS Soybean and Alfalfa Research Lab Michigan State University 东北农业大学农学院哈尔滨150030

研究以 5 7份中美大豆抗胞囊线虫病种质资源为实验材料 ,利用基于检测微珠的单碱基延伸方法 ,对与大豆胞囊线虫病 (SCN)抗性基因rhg1和rhg4紧密连锁的SNPs进行分析 ,目的是阐明我国大豆抗性种质在这两个位点的SNPs等位变异分布频率 ,为... 详细信息

研究以 5 7份中美大豆抗胞囊线虫病种质资源为实验材料 ,利用基于检测微珠的单碱基延伸方法 ,对与大豆胞囊线虫病 (SCN)抗性基因rhg1和rhg4紧密连锁的SNPs进行分析 ,目的是阐明我国大豆抗性种质在这两个位点的SNPs等位变异分布频率 ,为中国大豆种质抗SCN资源的利用奠定基础。分析结果表明 ,SNPs的抗性等位基因与中国大豆种质综合抗性的关系比不同生理小种的抗性关系更为密切。在rhg1和rhg4位点 ,美国的 9份抗性种质中 ,有 7份抗性种质的SNPs均为纯合抗病基因型 ,而中国 4 8份抗性种质中有 32份 ,分别占鉴定总数的 77 8%和 6 6 7% ,推测大豆抗SCN种质中 ,以rhg1和rhg4这两个基因协同作用表现出的抗性可能占多数 ,但还存在其他的抗性机制。

关键词：大豆胞囊线虫病 rhg1 rhg4 单核苷酸多态性基因抗性大豆

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大豆的孢囊线虫抗性研究新进展

中国科学：生命科学 2016年第5期46卷 535-547页

作者：刘世名彭德良中国农业科学院植物保护研究所北京100193 湖南农业大学植物保护学院长沙410128

大豆孢囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)病害是大豆(Glycine max(L.)Merr.)生产上危害最严重的病害,每年造成巨大的经济损失.种植抗性大豆品种是防治SCN最经济、有效且对环境友好的措施.大豆对SCN的抗... 详细信息

大豆孢囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe,soybean cyst nematode,SCN)病害是大豆(Glycine max(L.)Merr.)生产上危害最严重的病害,每年造成巨大的经济损失.种植抗性大豆品种是防治SCN最经济、有效且对环境友好的措施.大豆对SCN的抗性受多基因位点控制.近年来,大豆的SCN抗性基因研究取得了突破性进展,几乎同时鉴定出了大豆的2个主要SCN抗性位点基因rhg1和rhg4,并揭示了2种完全不同的植物抗病机制.rhg1采取的是一种由一段约31 kb长的基因组序列上的3个基因共同控制的多拷贝抗病机制,而rhg4采取的是一种由丝氨酸羟甲基转移酶控制、可能由一碳代谢参与的抗病新机制.本文就近年来(2003年7月以来)在大豆的抗SCN位点的鉴定及新抗性种质资源挖掘、rhg1和rhg4基因克隆与功能鉴定以及特异性分子标记开发与对SCN抗性的大豆资源品种的高通量筛选等研究方面取得的一些最新进展进行综述.

关键词：大豆大豆孢囊线虫抗性位点基因 rhg1 rhg4 抗性种质资源分子标记高通量筛选

寄主对大豆孢囊线虫抗性相关基因功能研究进展

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生物技术通报 2021年第7期37卷 14-24页

作者：韩少杰郑经武浙江大学农业与生物技术学院生物技术研究所杭州310058

大豆在我国国民经济中扮演着重要角色,目前我国是全球最大的大豆消费国、进口国,且进口大豆数量逐年递增。大豆孢囊线虫病是威胁全球主要大豆产地的重要病害,每年全球范围内造成超过数十亿美元经济损失,防控形势严峻。抗性品种的种植是... 详细信息

大豆在我国国民经济中扮演着重要角色,目前我国是全球最大的大豆消费国、进口国,且进口大豆数量逐年递增。大豆孢囊线虫病是威胁全球主要大豆产地的重要病害,每年全球范围内造成超过数十亿美元经济损失,防控形势严峻。抗性品种的种植是防控大豆孢囊线虫病最经济有效的措施。然而,单一抗性品种的过度使用及大豆孢囊线虫生理小种不断演化,导致抗性降低,威胁大豆产业安全。随着生物技术的发展,大豆孢囊线虫抗性机制研究不断深入,在遗传学、转录组学、蛋白功能等相关方面的研究取得了长足进展。本文综述了已知的大豆主要抗性位点(rhg1和rhg4)的抗性机制及囊泡运输、植物激素通路与大豆孢囊线虫抗性产生的关系,讨论了相关功能蛋白对大豆抗性的意义以及研究方向上可能存在的问题,最后展望了该领域的后续研究。相关的研究将有利于充分发掘大豆优良抗性基因,为抗大豆孢囊线虫转基因大豆新种质创制奠定理论基础,服务于我国大豆产业的长久安全发展。

关键词：大豆孢囊线虫抗性机制植物激素 rhg1 rhg4 线虫与寄主互作