我国大豆花叶病毒的株系分化、P3基因序列特征以及大豆对强毒株系抗病基因的标记定位

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ayelili
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大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病是一种主要的世界性大豆病毒病害。在与寄主长期互作的过程中,SMV发生了致病性分化,产生了不同的致病类型,即株系。在我国,以往的研究者各自采用了不同的鉴别寄主体系,划分的株系缺乏可比性,给抗病信息和抗性材料的交流带来困难。有的鉴别寄主体系的株系划分过细,不利于实际育种研究。因此,本研究将利用前人收集得到的SMV分离物和株系,通过在相对较一致的环境下接种鉴定,依据寄主的症状稳定性进一步精选鉴别寄主,最终构建一套更完善的鉴别寄主体系,从而调整全国大豆花叶病毒株系;比较三种不同保存方法对SMV株系的保存效果,寻找一种适合SMV长期保存的方法;从病毒分子水平,分析SMV的P3序列差异及其与致病性的关系;针对强毒株系进行抗源筛选,研究抗病品种对强毒株系的抗性遗传规律以及抗病基因的分子标记定位。主要结果如下:1.我国大豆花叶病毒株系的分化(1)根据来自全国23个省市的310份SMV分离物和4个株系在王修强-杨雅麟-战勇确定的10个鉴别寄主上的抗/感反应,归类得到24个株系。经与前人鉴定结果比较,有149份分离物在10个鉴别寄主上的抗/感反应完全一致,其余分离物在个别鉴别寄主上的抗/感反应存在差异。通过比较10个鉴别寄主的症状稳定性,最终确定将其中7个(南农1138-2、诱变30、Davis、早熟18、Kwanggyo、齐黄1号和科丰1号)组成一套简化的鉴别寄主体系,从而将我国SMV调整为16个株系,并命名为C1-C16。调整后,原SC体系的21个株系,除株系SC17因涉及另一鉴别寄主外,其他株系均归到调整后的C体系中。株系地理分布表明,弱毒株系C1和强毒株系C16分布范围最广,遍及6个大豆品种生态区,而株系C3、C12和C13分别仅分布于生态区Ⅱ、Ⅱ和Ⅴ。(2)选用4份SMV分离物在低温(-40℃)、超低温(-80℃)和液氮(-196℃)三种保存方法下,保存3个月、8个月和15个月。在南农1138-2上接种、鉴定,以发病率为指标,保存3个月时,三种保存方法下的各分离物的保存效果无明显差异;保存8个月和15个月,三种保存方法对各分离物的保存效果有差异,且株系间不同分离物的保存效果有显著差异。三种保存方法均能保持SMV的长期保存,其中液氮效果最佳。2.我国大豆花叶病毒株系P3基因的序列特征(3)从C1-C16中每株系取1-3个分离物进行P3基因测序,结果表明,P3基因均编码347个氨基酸。23个分离物间核苷酸及氨基酸的同源性分别为90.5%-100%和94.5%~100%;系统发育分析和多重序列分析表明,株系致病性的强弱与其P3基因的序列差异未发现有相关性。与SMV其他分离物P3序列同源性比较结果,中国和韩国的SMV P3序列同源性相对较高(核苷酸92.4%-98.9%,氨基酸96.0%-100%),和美国SMV的P3序列同源性相对较低(核苷酸88.5%-97.9%,氨基酸91.4%-98.6%);与文献报道为SMV的从半夏(Pinellia ternata)得到的分离物比较结果,同源性明显低于从大豆叶片分离得到的SMV分离物(核苷酸80.4%-85.2%,氨基酸82.1%-84.7%),因而对该分离物是否为SMV提出异议。与其他16种Potyvirus病毒的P3序列同源性以及系统发育树分析显示,SMV与西瓜花叶病毒的同源性最高(核苷酸76.0%-81.9%,氨基酸77.5%-85.3%),亲缘关系最近;与花生斑驳病毒、甜菜花叶病毒和落葵皱叶嵌纹病毒的同源性最低(核苷酸44.4%-54.3%,氨基酸21.4%-28.8%),亲缘关系较远。从氨基酸多重序列分析显示,P3序列在种内高度保守,而在种间相对可变,尤其是C端区域。3.大豆对大豆花叶病毒强毒株系C16的抗源筛选、遗传和抗性基因标记定位(4)鉴于SMV强毒株系C16可侵染全部鉴别寄主,从205份来自该株系有分布的湖南、湖北、江西等17个省份(或国家)的大豆材料中鉴定、筛选到具有抗性的RN-9、89-29、大绿豆、赣豆1号、晋大53、南农87-23、通山薄皮黄豆甲、皖82-178、早16号和矮秆黄等10个抗源。(5)对RN-9(抗病)×7605(感病)杂交组合的P1、P2、F1、F2和重组自交家系(RIL)接种鉴定结果,F1表现抗病,F2和200个RIL表现抗/感分离,经卡方适合性测验,F2群体抗:感符合3:1的表型分离比例,RIL符合1:1的基因型分离比例,抗性亲本RN-9对强毒株系C16的抗性受一对显性基因控制,并命名为Rcl6。(6)选用覆盖大豆全基因组的957对SSR引物,采用分离群体组群分析法,将大豆品种RN-9携带的抗病基因Rcl6定位于C2连锁群,所获连锁片段的标记与距离为Sat246-(0.9 cM)-Sat213-(8.0 cM)-RC16-(6.6 cM)-Sat286-(9.4 cM)-Satt100-(2.7 cM)-Sat238-(0.6 cM)-Satt079-(1.0 cM)-Sat263-(1.7 cM)-Staga001-(13.4 cM)-Satt433。
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