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中国植物病理学会2023年学术年会

作者：丁明玉曹淑琳徐代英夏阿亮王泽一王婉珊段凯莉吴晨雨王秦虎梁洁王迪文刘慧泉许金荣江聪西北农林科技大学植物保护学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室江苏省农业科学院植物保护研究所普渡大学植物与植物病理系

有性生殖有助于增加遗传变异和清除有害突变。禾谷镰孢菌作为小麦赤霉病的致病菌,其有性发育所产生的子囊孢子是病害发生的初侵染源。在模式真菌酵母中,有性发生依赖于信息素受体对信息素的识别。然而在禾谷镰孢菌中,信息素受体并非有... 详细信息

有性生殖有助于增加遗传变异和清除有害突变。禾谷镰孢菌作为小麦赤霉病的致病菌,其有性发育所产生的子囊孢子是病害发生的初侵染源。在模式真菌酵母中,有性发生依赖于信息素受体对信息素的识别。然而在禾谷镰孢菌中,信息素受体并非有性生殖所必需。是否有其他受体控制了禾谷镰孢菌等丝状真菌的有性发育过程,尚不清楚。本研究中,我们对禾谷镰孢菌有性时期特异表达的GPCR基因进行了系统功能分析,发现其中一个基因(命名为GIA1)对减数分裂和子囊发育至关重要。gia1缺失突变体的子囊丝钩形成和核分裂正常,但却无法进入减数分裂状态,子囊孢子形成也完全被阻断。进一步发现,Gia1受体在感知信号后,依次激活G蛋白Gpa1和Gpmk1 (MAPK)级联途径以实现胞内的信号传递。GIA1特异分布于粪壳菌纲真菌中,且在肉座菌目中存在一个旁系同源基因GIP1。与GIA1作用于子囊发育不同,GIP1为子囊壳形成所必需,且GIA1和GIP1在表达模式、下游通路以及配体识别等方面均存在显著差异。对Gia1和Gip1进行区段置换,发现受体的碳末端和第三个胞内环参与信号传导,而氮末端和第三个胞外环则决定了配体的结合。我们利用改造后的配体筛选系统,确定了Gia1的配体是富集于子囊壳内部的未知功能蛋白。综上所述,我们在丝状真菌中率先发现了一个阶段特异性的非信息素识别途径,通过保守的MAPK信号通路专一调控减数分裂和子囊发育。研究不仅拓展了对真菌有性发育和信号识别的认识,同时也为小麦赤霉病的菌源控制提供了新思路。

关键词：小麦赤霉病有性发育受体识别信号传导

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中国玉米灰斑病发生现状与未来扩散趋势分析

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中国农业科学 2015年第18期48卷 3612-3626页

作者：赵立萍王晓鸣段灿星龙书生李晓李洪连何月秋晋齐鸣武小菲宋凤景中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程四川省农业科学院植物保护研究所河南农业大学植物保护学院云南农业大学农学与生物技术学院西北农林科技大学植物保护学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室吉林省农业科学院植物保护研究所

【目的】明确玉米灰斑病发生现状,预测病害未来的扩展区域,为有针对性开展灰斑病的早防早控工作、保护玉米生产提供信息。【方法】采用形态、培养及分子特征鉴定的方法明确新发生玉米灰斑病区域的病菌分离物种类;汇总2004—2014年各地... 详细信息

【目的】明确玉米灰斑病发生现状,预测病害未来的扩展区域,为有针对性开展灰斑病的早防早控工作、保护玉米生产提供信息。【方法】采用形态、培养及分子特征鉴定的方法明确新发生玉米灰斑病区域的病菌分离物种类;汇总2004—2014年各地玉米灰斑病的调查信息,根据季风特点,推测具有重大破坏力的玉米尾孢灰斑病扩展路线,预测未来的病害发生区域。【结果】基于形态学、培养特征以及分子鉴定结果,明确了贵州西部、西北部以及四川北部的分离物为玉米尾孢(Cercospora zeina),河北承德地区致病菌为玉蜀黍尾孢(***-maydis),在陕西南部、西部以及河南西部鉴定出了玉米尾孢和玉蜀黍尾孢;初步明确了具有强致病力的玉米尾孢目前分布的北界。玉米灰斑病已经在中国15个省份发生,西南地区的玉米生产受到严重影响;在南海夏季风与西北太平洋副热带高压的作用下,玉米尾孢从云南西部进境后逐渐向北向东扩展,到达四川、陕西的西部,亦可能经种子携带途径进入湖北恩施,形成一个新的病害扩散源并传播至重庆、陕西安康和商洛以及河南西部山区。未来,在季风的作用下,源自西南的玉米尾孢灰斑病可能进入甘肃东南部、宁夏南部、陕西北部,并进而逐渐向北偏东方向扩展,对中国春玉米主产区构成重大威胁。【结论】确认玉米尾孢在贵州、四川、陕西、河南引起玉米灰斑病,河北的致病菌为玉蜀黍尾孢;由玉米尾孢引起的灰斑病已突破秦岭和巴山的阻隔,扩散至陕西西部、南部和河南西部,从西南玉米生产区进入了北方玉米生产区;夏季季风以及种子带菌是该种灰斑病快速传播的主要因素;未来玉米尾孢灰斑病将在季风作用下继续缓慢向北方玉米区扩散,在无灰斑病发生区域引发病害并可能在已有玉蜀黍尾孢灰斑病发生的区域形成新的重大病害威胁。

关键词：玉米灰斑病玉米尾孢玉蜀黍尾孢传播

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小麦航天诱变突变体全外显子组测序及变异分析

小麦航天诱变突变体全外显子组测序及变异分析

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：付美玉熊宏春郭会君赵林姝谢永盾古佳玉李慧园赵世荣丁玉萍李学军刘录祥中国农业科学院作物科学研究所作物基因资源与育种全国重点实验室/国家农作物航天诱变技术改良中心西北农林科技大学农学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室

【研究背景】小麦是我国主要粮食作物之一,人类食物约20%的热量和蛋白质均来源于小麦。依靠传统杂交育种技术选育小麦新品种需要耗费大量的人力和时间,发掘优异种质资源是进行小麦遗传改良的有效途径。利用诱变技术获得有益突变体,以突... 详细信息

【研究背景】小麦是我国主要粮食作物之一,人类食物约20%的热量和蛋白质均来源于小麦。依靠传统杂交育种技术选育小麦新品种需要耗费大量的人力和时间,发掘优异种质资源是进行小麦遗传改良的有效途径。利用诱变技术获得有益突变体,以突变材料作为中间材料或直接亲本材料,可加快农作物新品种培育进程。航天诱变技术作为一种农作物诱变育种新途径,利用返回式飞行器将植物(种子)搭载到太空,植物(种子)在宇宙辐射和微重力等特殊空间环境下产生可遗传的变异,在地面通过多代种植、筛选等创制出优异新种质。结合传统杂交技术,培育高产、多抗等综合农艺性状优良的小麦新品种。【材料与方法】本研究以冬小麦品种京411为野生型,经卫星搭载返回地面后筛选获得的14个性状优良的航天诱变突变体为研究材料,探究航天诱变的分子变异特征。将京411和14个航天诱变突变体进行全外显子组测序,以中国春V 2.1基因组序列为参考,对SNPs、Indels、基因突变效应、染色体突变频率进行分析。【结果与分析】SNPs/Indels数目统计显示,14个突变体之间在基因组上的变异总数差异较大,突变体JS1440中变异位点约是JS1327的26倍。表明航天诱变因子能够引起材料随机的遗传变异。通过分析SNPs和Indels的占比发现,14个突变体中SNPs的突变频率显著高于Indels,而Indel为1在总Indels变异中频率最高,表明太空辐照主要诱发小麦基因组产生单碱基的改变。转换与颠换结果统计显示,14个突变体的碱基转换频率显著高于颠换频率,表明航天诱变更倾向使单碱基发生转换突变。分析基因突变效应发现,在基因上错义突变的频率最高,其次分别是同义突变、基因上游和下游的突变。对突变位点在各染色体的分布进行分析,结果表明大部分突变体在2B染色体上发生突变的频率最高,其次分别是1A和2D染色体。【结论】本研究分析了航天诱变诱导的小麦基因组序列变异特征及规律,为有效利用航天诱变小麦突变体进行新种质创制和功能基因研究奠定重要基础。

关键词：小麦突变体航天诱变全外显子组测序

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小麦矮秆基因Rht8-B1的新等位变异鉴定

小麦矮秆基因Rht8-B1的新等位变异鉴定

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第二十届中国作物学会学术年会

作者：周春云熊宏春郭会君赵林姝谢永盾古佳玉李慧园赵世荣丁玉萍李学军刘录祥中国农业科学院作物科学研究所作物基因资源与育种全国重点实验室/国家农作物航天诱变技术改良中心西北农林科技大学农学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室

【研究背景】株高和小穗密度是影响小麦株型和产量的重要性状,适当降低株高能显著提高小麦抗倒伏能力和收获指数,促进小麦产量提升。目前,育种中利用的矮秆基因仍以Rht1、Rht2、Rht8、Rht9等少数矮秆基因为主,大部分矮秆基因对产量相关... 详细信息

【研究背景】株高和小穗密度是影响小麦株型和产量的重要性状,适当降低株高能显著提高小麦抗倒伏能力和收获指数,促进小麦产量提升。目前,育种中利用的矮秆基因仍以Rht1、Rht2、Rht8、Rht9等少数矮秆基因为主,大部分矮秆基因对产量相关性状具有负面效应,可以被有效利用的矮秆基因资源较为单一。因此,挖掘新的矮秆基因资源将进一步促进矮秆基因的利用。【材料与方法】本研究以京411经EMS诱变获得的矮秆突变体je0199为实验材料,将冬小麦品种农大5181与矮秆突变体je0199杂交构建RIL群体,包含139个株系。通过结合小麦40 K液相芯片构建高密度遗传连锁图谱,挖掘与株高和小穗密度相关的QTL,并进一步利用QTL作图、突变基因克隆、基因编辑以及单倍型分析进行基因功能验证。【结果与分析】在两个环境中鉴定到7个稳定的控制株高(3个)和小穗密度(4个)的QTL,通过进一步的遗传定位、基因克隆和基因编辑分析,发现Rht8-B1是qPH2B.1的目的基因。序列变异分析表明,Rht8-B1编码区的两个碱基GC到TT的变异导致第175位氨基酸由G(农大5181)突变为V (je0199),在RIL群体中株高降低了3.6%～6.2%。同时,基因编辑分析表明Rht8-B1编辑植株的T2代株高降低了5.6%,并且降低株高的效应显著低于Rht8-D1。此外,通过分析Rht8-B1在不同小麦资源中的分布情况,表明Rht8-B1b等位基因在现代小麦育种中的使用频率低于地方品种中的使用频率,说明矮秆单倍型在现代小麦育种中还有待于进一步利用。【结论】本研究鉴定到控制株高和小穗密度的新位点或基因,对于小麦育种中的分子标记辅助选择具有重要意义。并且克隆了qPH2B.1的目的基因Rht8-B1。Rht8-B1降秆效应较小,可以与其他优异矮秆基因结合使用,对于培育高抗倒伏能力小麦品种具有巨大潜力。

关键词：小麦矮秆基因 QTL分析基因定位

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玉簪提取物生物碱抗烟草花叶病毒(TMV)转录组分析

玉簪提取物生物碱抗烟草花叶病毒(TMV)转录组分析

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中国植物病理学会2017年学术年会

作者：陈雅寒谢咸升翟颖妍成巨龙张强安德荣西北农林科技大学植物保护学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室山西省农业科学院小麦研究所陕西省烟草公司烟草所

玉簪中富含生物碱类化学成分,抗病毒效果显著。本试验于本氏烟5～6叶期设喷清水对照(T01)、喷生物碱(T02)、接TMV前24h喷生物碱(T03)、接种TMV(T04)和接TMV后24h喷生物碱(T05)5个处理,3次重复,处理72h后采摘各处理顶部第2片烟叶经液氮... 详细信息

玉簪中富含生物碱类化学成分,抗病毒效果显著。本试验于本氏烟5～6叶期设喷清水对照(T01)、喷生物碱(T02)、接TMV前24h喷生物碱(T03)、接种TMV(T04)和接TMV后24h喷生物碱(T05)5个处理,3次重复,处理72h后采摘各处理顶部第2片烟叶经液氮速冻后干冰送样,混样提取总RNA,构建RNA文库,经HiSeq 2500测序,读长为双末端PE125。原始reads经过滤及去除过长、过短序列获得clean reads数据,与本氏烟参考基因组对比获得Mapped Data,比较分析了基因表达差异。试验结果表明:样品T05、T03、T04基因表达水平比清水对照T01增加;接TMV前24h喷生物碱(T02)与接种TMV(T04)处理之间存在大量显著性差异的基因表达;喷生物碱后24h接TMV(T03)的差异基因数比接TMV后24h喷生物碱(T05)的少。因此,在病毒胁迫时喷施生物碱能起到调控基因表达的作用,免疫调节作用明显,而且预防作用大于治疗作用。

关键词：烟草花叶病毒玉簪生物碱转录组分析

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小麦杂种衰亡调控基因的遗传解析及其在黄淮麦区的分布

小麦杂种衰亡调控基因的遗传解析及其在黄淮麦区的分布

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2017年陕西省农作物学会学术年会

作者：吕士凯王艳珍王长有刘博杜少帅陈晓杰陈静瑄张宏吉万全旱区作物逆境生物学国家重点实验室西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100 河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南郑州450015

杂交育种是最主要的育种手段之一,在小麦杂交育种过程中发现个别杂交组合后代出现黄化衰亡现象.本研究利用冬小麦品种(系)周麦22和N0439为亲本,进行4年次正反交,总计大于600株的F1群体,全部出现黄化衰亡现象;4年次F2群体黄化正常性状总... 详细信息

杂交育种是最主要的育种手段之一,在小麦杂交育种过程中发现个别杂交组合后代出现黄化衰亡现象.本研究利用冬小麦品种(系)周麦22和N0439为亲本,进行4年次正反交,总计大于600株的F1群体,全部出现黄化衰亡现象;4年次F2群体黄化正常性状总分离比分别为140 ∶128,155 ∶142,137 ∶132,303 ∶237,卡方检测(卡方值分别为 1.593、1.829、2.882、0.0005)符合 9∶7的分离规律(前3年为拔节期数据,既符合9∶7也符合1∶1分离规律,最后1年为苗期数据仅符合9∶7分离规律)：以普通小麦品种西农509为测交亲本,与周麦22和N0439分别进行两年次测交,其后代均不出现黄化衰亡性状;以西农509为母本和上述F1构建测交BC1F1群体,其黄化正常性状分离比为10∶43,卡方测验(卡方值为0.761)符合1∶3的分离规律;以周麦22和N0439分别为母本与其F1后代回交的BC1F1群体黄化正常性状总分离比为146∶172,卡方检测(卡方值为1.965)符合1∶1的分离规律;综上所述：黄化衰亡性状是由非同源染色体两对等位基因显性互补作用引起.

关键词：杂交育种黄化衰亡显性互补 SSR 遗传分析

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长三角城市群观叶植物叶部病害的调查研究

长三角城市群观叶植物叶部病害的调查研究

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中国植物保护学会第十二次全国会员代表大会暨2017年学术年会

作者：宋晓贺李彦凯汪礼君高正煜马青皖西南生物多样性研究与生态保护安徽省重点实验室安庆师范大学生命科学学院安庆 246133 旱区作物逆境生物学国家重点实验室西北农林科技大学植物保护学院杨凌712100

长江三角洲城市群,简称长三角城市群,包括上海、江苏、浙江、安徽等26市。在长三角城市群中,冬青卫矛和红叶石楠由于其耐贫瘠土壤、抗寒、抗旱、抗粉尘和有毒气体污染、易修剪等特点,常作为绿篱和观叶植物种植于城市的公园、街道两旁、... 详细信息

长江三角洲城市群,简称长三角城市群,包括上海、江苏、浙江、安徽等26市。在长三角城市群中,冬青卫矛和红叶石楠由于其耐贫瘠土壤、抗寒、抗旱、抗粉尘和有毒气体污染、易修剪等特点,常作为绿篱和观叶植物种植于城市的公园、街道两旁、住宅小区、机关和学校等地方。然而近几来,冬青卫矛和红叶石楠叶部病害发生普遍且危害严重,轻者病斑累累,重者叶片大量枯死脱落,严重影响其观赏价值及绿化效果。据笔者2015年4月至2016年10月调查发现,冬青卫矛和红叶石楠叶部病害5月初开始发生,8-9月趋于严重,管理粗放的地方,发病率可达85％以上。因此,在上海、安徽、江苏、浙江等一些重要城市开展冬青卫矛和红叶石楠叶部病害系统调查,掌握病害的种类、发生流行规律,鉴定其主要病害病原菌,对于挖掘其抗病种质资源以及制订有针对性的综合防治措施均具有重要的指导意义。

关键词：冬青卫矛红叶石楠叶部病害观叶植物

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野生二粒小麦U-box基因家族的鉴定及遗传特征分析

野生二粒小麦U-box基因家族的鉴定及遗传特征分析

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陕西省农作物学会2020年学术年会

作者：杨光潘文秋郭奇凡潘燕崔立操聂小军西北农林科技大学农学院杨凌 712100陕西旱区作物逆境生物学国家重点实验室杨凌 712100陕西江西农业大学生命科学学院南昌330045江西

U-box基因家族是一个与E3泛素连接酶活性相关的家族，该家族在植物生长发育、逆境胁迫响应过程中发挥着重要作用。野生二粒小麦起源于西亚新月沃地，其生长环境以干旱、盐渍等为主，自然环境条件使其对非生物胁迫具有天然的耐受性。

关键词：野生二粒小麦 U-box基因家族单倍型群体遗传

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陕西关中地区秋季黏虫发生新动态和影响因素分析

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中国植保导刊 2017年第6期37卷 36-40,48页

作者：周靖华于志浩武建宽刘艾英惠军涛郑余良仵均祥陕西省农业干部学校陕西泾阳713700 旱区作物逆境生物学国家重点实验室/西北农林科技大学植物保护学院陕西杨凌712100 陕西省临渭区植保植检站陕西渭南714000 陕西省渭南市植保植检站陕西渭南714000 陕西省蓝田县植保植检站陕西蓝田710500 陕西省长安区植保植检站陕西长安710100

黏虫是我国农业生产中一种历史性、灾害性害虫。陕西关中地区1 200多年前就有记载。在简要回顾黏虫在陕西关中地区成灾历史和近年来发生情况的基础上,阐述了陕西关中地区秋季黏虫发生的新特点,即发生期提前,主要受害寄主变化,世代数可... 详细信息

黏虫是我国农业生产中一种历史性、灾害性害虫。陕西关中地区1 200多年前就有记载。在简要回顾黏虫在陕西关中地区成灾历史和近年来发生情况的基础上,阐述了陕西关中地区秋季黏虫发生的新特点,即发生期提前,主要受害寄主变化,世代数可能增加,成灾频率加大,成灾区域碎片化,同一区域不同田块发生程度差异很大。分析了造成这些现象的原因:气候变化是引起黏虫发生期提前,世代数可能增加的重要因素;小麦生育期提前是黏虫发生期前移的物质基础;作物种植多样化、小区域气流变化是成灾区域碎片化的主要原因;玉米长势和田间杂草多少与黏虫发生危害程度具有显著相关性。

关键词：黏虫世代数发生期成灾区域

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小麦粒重相关基因TaCYP78A16的克隆和CAPS标记开发

小麦粒重相关基因TaCYP78A16的克隆和CAPS标记开发

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第九届全国小麦基因组学及分子育种大会

作者：吴林楠司文洁郭利建张亚婷刘香利马猛景蕊莲赵惠贤西北农林科技大学生命命科学学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学生命命科学学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室陕西杨凌712100 中国农业科学院作物科学研究所北京 100081

粒重是小麦产量的重要构成要素.为了开发小麦粒重性状相关的功能标记,本研究通过小麦全基因组预测并克隆得到一个潜在粒重相关基因TaCYP78A16,并对其进行了表达模式、等位变异分析、粒重性状相关功能标记开发和产量性状关联分析.结果表... 详细信息

粒重是小麦产量的重要构成要素.为了开发小麦粒重性状相关的功能标记,本研究通过小麦全基因组预测并克隆得到一个潜在粒重相关基因TaCYP78A16,并对其进行了表达模式、等位变异分析、粒重性状相关功能标记开发和产量性状关联分析.结果表明：TaCYP78A16 基因在小麦幼穗和籽粒发育初期高表达,可能和其他功能已知CYP78As成员一样参与籽粒发育、影响粒重;对 30个小麦品种中TaCYP78A16 基因编码区和启动子等位变异进行分析,发现仅TaCYP78A16-A启动子(简称：16Ap)检测到 7 个位点的等位变异.根据 7 个等位变异中的 2 个SNP位点(SNP2、SNP3)开发了SNP-CAPS分子标记CAPS-16Ap,该分子标记可将 30个小麦品种 16Ap序列分成三种基因型：16Ap-Hap1、16Ap-Hap2 和 16Ap-Hap3.此外,利用 CAPS-16Ap标记分析 323 个小麦品种的基因型,并将基因型数据与自然群体在 16 个环境点多个产量性状表型数据进行关联分析,发现 16Ap的三种基因型与千粒重、单株产量等产量性状存在显著或极显著相关;并且其中 16Ap-Hap2 和 16Ap-Hap3 基因型是提高千粒重的优异基因型.本研究挖掘的千粒重性状相关功能标记CAPS-16Ap和千粒重的优异基因型16Ap-Hap2 和16Ap-Hap3将有助于分子标记辅助选择育种.

关键词：小麦粒重 TaCYP78A16 SNP CAPS标记

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