【摘要】：晚疫病(Late blight)作為全球范圍內(nèi)馬鈴薯生產(chǎn)上的頭號(hào)病害,每年因晚疫病所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)馬鈴薯總產(chǎn)值的15%。大量化學(xué)殺菌劑不僅增加資金投入,還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境甚至危害人體健康,故防治晚疫病最為經(jīng)濟(jì)有效的方法是育成具有廣譜且持久晚疫病抗性的品種。我國(guó)馬鈴薯晚疫病抗病育種中遇到的最大困難是抗性資源缺乏,現(xiàn)存的少數(shù)抗性資源的遺傳背景、抗性來(lái)源不清楚,嚴(yán)重制約抗病育種。聚合馬鈴薯中具有NBS-LRR結(jié)構(gòu)域的R基因育種仍是目前國(guó)內(nèi)外最有成效的馬鈴薯抗晚疫病育種方法。本研究基于本實(shí)驗(yàn)室十多年晚疫病抗病資源研究基礎(chǔ),旨在通過(guò)篩選得到一批馬鈴薯晚疫病抗性材料,并利用植病互作機(jī)制,R基因診斷標(biāo)記,效應(yīng)子組學(xué)和dRenSeq相結(jié)合的策略,明確優(yōu)異抗性材料中已知R組成,并探索材料中是否含有未知抗病基因。為聚合抗病基因,選育廣譜且持久的馬鈴薯品種提供資源基礎(chǔ);為克隆未知R基因提供原始材料和技術(shù)支持。主要結(jié)果如下:1.用16-2、3928A、14-2三個(gè)晚疫病強(qiáng)毒力小種接種鑒定收集自國(guó)內(nèi)外的240余份馬鈴薯材料,最終篩選出抗性水平在中抗及以上的抗性材料為36份。使用采自云南GN51,武漢HTP-9,荷蘭NL11564的三個(gè)晚疫病原菌接種36份抗性材料,了解材料抗病譜。絕大多數(shù)材料對(duì)GN51依舊保持較好的抗性;新采集的HTP-9菌株能克服14%的抗性材料;50%的抗性材料能被NL11564克服。2.R8基因PCR分子診斷結(jié)果表明:包含抗性對(duì)照材料‘加湘1號(hào)’共有20個(gè)抗性材料含有R8基因,說(shuō)明R8基因在抗性材料中出現(xiàn)頻率高。從7個(gè)晚疫病原菌生理小種中都能擴(kuò)增出Avr8基因,盡管存在少數(shù)堿基差異,但都能與R8識(shí)別,推測(cè)這是R8具有廣譜抗性的原因之一�？剐澡b定結(jié)果表明含有R8基因的材料大多數(shù)能病原小種NL11564克服。3.選取了24個(gè)經(jīng)過(guò)晚疫病抗性鑒定的具有一定代表性的馬鈴薯材料,進(jìn)行了抗病基因測(cè)序診斷(dRenseq),序列比對(duì)分析明確:這些材料中主要含有8個(gè)R基因,其中6個(gè)晚疫病抗性基因,分別是R8,R3a,R3b,R1,Rpi-blb1和Rpi-ptal,還有與病毒抗性相關(guān)的Rx,及抗線蟲(chóng)相關(guān)基因Gpa2。其中高代系抗晚疫病育種親本06HE13-1含抗病基因多達(dá)6個(gè)。4.根據(jù)診斷結(jié)果從抗性材料06HE13-1中嘗試擴(kuò)增R1和R8基因,克隆的R1和R8都存在長(zhǎng)短兩種類(lèi)型,符合預(yù)期長(zhǎng)度的基因分別能與Avr1和Avr8識(shí)別,表明這個(gè)材料中含有R1和R8基因,證明了dRenseq診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。5.利用PVX-agroinfection技術(shù),在抗性材料葉片上用農(nóng)桿菌進(jìn)行牙簽穿刺瞬時(shí)表達(dá)38個(gè)效應(yīng)子。12個(gè)材料在單次穿刺表達(dá)效應(yīng)子實(shí)驗(yàn)中有半數(shù)以上的穿刺點(diǎn)出現(xiàn)壞死斑,16個(gè)材料在穿刺實(shí)驗(yàn)中有少數(shù)效應(yīng)子穿刺點(diǎn)出現(xiàn)壞死斑,表明抗性材料中可能存在與效應(yīng)子識(shí)別的未知R基因。但仍然需要更多重復(fù)來(lái)驗(yàn)證。6.36份抗性材料進(jìn)行倍性鑒定結(jié)果顯示:這些材料包含6個(gè)二倍體,21個(gè)四倍體,1個(gè)五倍體,和4個(gè)六倍體;農(nóng)藝性狀調(diào)查顯示,材料總體農(nóng)藝性狀較好,并且具有一定多樣性。
【圖文】：

需一周便可能面臨毀滅(Brylińskaetal2016)。晚疫病菌的侵染過(guò)程分為兩個(gè)常典型的營(yíng)半腐生生活的病原菌：初始階段為活體營(yíng)養(yǎng)侵染階段，植物在該癥并不明顯；第二階段營(yíng)寄主死體腐生生活，且伴隨病原菌絲生長(zhǎng)和孢子產(chǎn)me et al 2011)。晚疫病菌侵染時(shí)細(xì)胞形態(tài)發(fā)生的完整過(guò)程如圖 1 所示：游動(dòng)萌發(fā)侵染或丟棄鞭毛形成侵染囊→侵染囊萌發(fā)通過(guò)氣孔或傷口入侵→形成于表皮細(xì)胞處入侵形成侵染小泡→胞間菌絲生長(zhǎng)→形成手指狀吸器進(jìn)行分導(dǎo)致被侵染組織壞死→形成新的孢子囊，，完成一輪生活史(Whissonetal201侵染馬鈴薯時(shí)，一旦溫度適宜濕度較高，其侵染進(jìn)程愈加迅速。侵染早期葉葉緣微焦，進(jìn)而多呈現(xiàn)多角水漬狀病斑，病斑持續(xù)褐化。從深褐色的病斑上菌絲，到菌絲通過(guò)葉片蔓延到整個(gè)植株，該過(guò)程中葉背面會(huì)有大量孢子產(chǎn)生通過(guò)空氣流動(dòng)向更遠(yuǎn)的植株傳播。當(dāng)感染葉片腐爛，菌絲及孢子數(shù)目增多，快速擴(kuò)散，孢子可以通過(guò)土壤傳播，也能在土壤中生存充當(dāng)?shù)诙径鹊牟≡钇冢镩g呈現(xiàn)出一片焦枯狀(Kandel 2014)。

圖 2 抗性對(duì)照及部分材料接種 3928A5 d 發(fā)病表型Fig 2 The phenotype of the materials 5 days after inoculation using 3928A‘華薯 1 號(hào)’、‘Yungay’、 ‘Amrilis 和‘加湘 1’加湘 1 號(hào)分別為高感、中感、中抗和高抗四個(gè)對(duì)照，而 IVP196-2、08HE171-1、93013、‘合作 88’為在該評(píng)價(jià)體系里分別被評(píng)定為免疫、高抗、中抗、中感的代表性材料。自然光和紫外下拍照�！疕uashu 1’, ‘Yungay’, ‘Amrilis’ and ‘Jiaxiang 1’ were high susceptible, medium susceptible, mediumresistant and high resistant, respectively, while IVP196-2, 08HE171-1, 93013, ‘Hezuo 88’ represented thephenotypes of the materials to be tested respectively as immune, high resistant, medium resistant andmedium susceptible in this evaluation system. Expanding area was taken picture under normal light andUV light.表 21 接種 3928A 三個(gè)重復(fù)中不同抗性等級(jí)材料分布Table 21 Distribution of materials with different resistance levels in three replicates抗性水平 免疫 高抗 中抗 中感 高感 合計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S435.32

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本文編號(hào)：2700719