【摘要】：大豆胞囊線蟲(Soybean cyst nematode,SCN,Heterodera glycines)是一種危害嚴重且難以防治的植物病原線蟲,每年給中國乃至世界的大豆生產均造成巨大的經濟損失。應用抗病品種是防治大豆胞囊線蟲病最經濟有效的措施之一。黑龍江省是中國大豆的主要產區(qū),也是大豆胞囊線蟲的發(fā)病區(qū)。全面了解大豆胞囊線蟲在黑龍江省的發(fā)生與分布情況,分析群體毒力遺傳多樣性,以及篩選鑒定和充分利用抗性大豆品種,對安全防控大豆胞囊線蟲病具有指導意義。本研究從毒力表型層面分析了大豆胞囊線蟲不同地理群體的致病性分化情況,開展黑龍江省大豆胞囊線蟲毒力類型和生理小種分布分化及遺傳多樣性研究;鑒定了大豆品種資源對線蟲的抗性;研究生產上抗性品種的遺傳規(guī)律;利用重測序技術對抗線蟲12進行全基因組遺傳變異挖掘,并在大豆胞囊線蟲脅迫下進行了抗線蟲12抗病基因篩選和驗證。取得了以下研究結果:1.黑龍江省大豆胞囊線蟲毒力類型鑒定采用生理小種和HG Type類型兩種鑒定方法,利用國際上通用鑒別寄主對黑龍江省大豆胞囊線蟲群體62個樣本進行了毒力表型的鑒定。共鑒定出11個HG類型,除了HG Type 7和HG Type 1.3.7外,HG Type 0、1.2.3.5.7、1.2.3.7、1.3.4.7、2、2.5.7、2.7、6、6.7等9個HG類型為黑龍江省首次報道。HG Type 7占測試總數(shù)的45.16%,HG Type 0占30.65%。HG Type 1.2.3.5.7是調查群體中毒力最強的。在PI548402上,大豆胞囊線蟲雌蟲指數(shù)大于10的種群類型占12.9%,毒力范圍為10-48.99。PI88788毒性群體FI指數(shù)范圍為10-29.93,PI548316毒性群體FI指數(shù)范圍為10-65.86;供試群體中PI437654毒性群體占4.84%,比例最低。共發(fā)現(xiàn)5個大豆胞囊線蟲生理小種,分別是1號、3號、4號、6號和14號。其中3號生理小種占測試總數(shù)的64.52%,是優(yōu)勢生理小種。其中大慶長期定位病圃3號生理小種對應HG Type7類型,安達定位病圃14號小種對應HG Type 1.3.4.7類型。2.鑒定了黑龍江主栽大豆品種對胞囊線蟲的抗性本研究評價了110份大豆種質資源對HG Type 7(SCN3)和HG Type1.3.4.7(SCN14)的抗性,110份材料中無表現(xiàn)免疫的品種。5份大豆品種對HG Type 7表現(xiàn)為抗病,占鑒定材料總數(shù)的4.55%;19份表現(xiàn)為中抗,占鑒定材料總數(shù)的17.27%;有86份表現(xiàn)為感病,其中63份表現(xiàn)為高感、23份表現(xiàn)為中感,占鑒定材料總數(shù)的78.18%。有2份品種抗線蟲12和慶豆13對HG Type 1.3.4.7表現(xiàn)為高抗,占鑒定材料總數(shù)的1.83%;6份表現(xiàn)為中抗,占鑒定材料總數(shù)的5.50%;其余材料表現(xiàn)為高感或中感�？咕�蟲12和慶豆13等8個大豆品種兼抗兩種毒力群體。田間小區(qū)測產試驗結果表明,抗病品種抗線蟲12的產量明顯高于感病品種合豐50。生防菌劑菌線克SN101的使用對抗線蟲12無增產作用,卻顯著增加了感病品種合豐50的產量,抑制了線蟲的增殖,輪作地塊增產22.94%,連作地塊增產33.35%。3.抗線蟲12和慶豆13對大豆胞囊線蟲抗性遺傳分析抗線蟲12和慶豆13對大豆胞囊線蟲HG Type 7(SCN3)和HG Type1.3.4.7(SCN14)均具有良好抗性�？咕�蟲12和慶豆13分別與感病品種合豐50雜交,獲得210個F2:3(合豐50×抗線蟲12)和336個F2:3(合豐50×慶豆13)雜交后代,并對其抗性遺傳進行了研究。卡方分析結果顯示:抗線蟲12對HG Type 7(SCN3)的抗性由3對隱性基因控制的(rhg rhg rhg),對HG Type 1.3.4.7(SCN14)抗性則符合1對顯性基因和2對隱性基因控制的基因模型(Rhg rhg rhg)。慶豆13的遺傳規(guī)律符合1對顯性基因和3對隱性基因控制的遺傳模型(Rhg rhg rhg rhg)�？咕�蟲12和慶豆13對胞囊線蟲的抗性是由多基因控制,根據(jù)親本遺傳系譜分析抗線蟲12的抗性來源于Peking。4.基于全基因組重測序的抗線蟲12遺傳變異信息發(fā)掘為全面揭示重要抗源材料抗線蟲12的全基因組突變類型及品種抗性機理,對抗線蟲12進行全基因組重測序,測序深度33.47×,與參考基因組Williams 82相比,共獲得1974863個SNP,12941個CNV,241356個Indel,17067個SV。提取注釋結果中高質量的SNP和Indel,進行GO分類和KEGG富集分析,分別注釋到30個條目,共富集到植物激素信號轉導等20個代謝通路中。結果表明,這些變異基因和代謝途徑在抗線蟲12抗胞囊線蟲過程中發(fā)揮了重要作用。對rhg1抗性位點進行CNV分析進一步分析,抗線蟲12的廣譜性抗性機制可能與rhg1位點的拷貝數(shù)變異相關,并且同時需要rhg1-a和Rhg4。分析發(fā)現(xiàn)5個基因,Gm NPR1-1,Gm ACS9b,Gm SAMT1,Gm PAD4和Gm EDS1等可能與抗線蟲12的抗性相關。5.抗線蟲12抗性相關基因的篩選及驗證利用ge Norm,Normfinder,Bestkeeper和Ref Finder對內參基因表達穩(wěn)定性進行評價,篩選獲得ELF1A(Glyma.05g114900)基因和UBC4(Glyma.18g216000)基因穩(wěn)定表達,適合作為線蟲侵染早期抗線蟲品種抗性分析的雙內參基因。驗證了5個抗性相關基因于線蟲侵染72 h時在抗線蟲12根部均顯著表達;其中抗病相關蛋白基因Gm EDS1相對表達量最高,是對照的10.43倍,水楊酸甲基轉移酶基因Gm SAMT1是對照的8.86倍,非表達致病相關蛋白基因Gm NPR1-1是對照的6.79倍,肽�；彼崦搧啺访富騁m PAD4是對照的5.54倍,腺苷蛋氨酸合成酶基因Gm ACS9b是對照的2.3倍。在大豆胞囊線蟲脅迫下,抗線蟲12品種中的5個基因Gm EDS1,Gm NPR1-1,Gm ACS9b,Gm SAMT1和Gm PAD4在胞囊線蟲侵染早期均發(fā)揮了重要作用,但其與抗性遺傳分析中的rhg1位點關聯(lián)性需要進一步深入研究。
【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S435.651
【圖文】：

2.2.2 大豆胞囊線蟲 HG 專化型鑒定本文對黑龍江大豆主要產區(qū)大豆田62份土樣進行HG類型鑒定，共鑒定出11個HG類型(圖2-1)，除了HG Type 7和HG Type 1.3.7外，HG Types 0、1.2.3.5.7、1.2.3.7、1.3.4.7、2、2.5.7、2.7、6、6.7等9個HG類型為黑龍江省首次報道。表 2-2 大豆胞囊線蟲種群毒力(雌蟲指數(shù)>10、62 個樣本)Table 2-2 Virulence PhenoTypes of SCN populations on a given HG indicator line out of 62 populations(FI>10)抗源ResistanceSource總比例Totel percent of VirulentPopulations雌蟲指數(shù)變幅Female Index Range毒力群體數(shù)量Number of VirulentPopulations (62 total)1 PI548402 12.90% 10-48.99 82 PI88788 14.52% 10-29.93 93 PI90763 12.90% 10-45.15 84 PI437654 4.84% 10-18.82 35 PI209332 6.45% 10-35.75 46 PI89722 8.06% 10-49.51 57 PI548316 64.52% 10-65.86 40

建庫測序流程

圖 5-3 測序質量分布圖Fig.5-3 Distribution of quality along reads檢驗率的影響因素。根據(jù)該技術自身的特點，

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本文編號：2794057