大豆抗煙粉虱的鑒定與遺傳研究.pdf

1、煙粉虱[Hemisia tabaci Gennadius]別名棉粉虱，屬同翅目粉虱科粉虱亞科，是一種危害范圍廣、危軎程度重、防治難度大的災(zāi)害性農(nóng)業(yè)害蟲。煙粉虱對大豆的危害也十分嚴(yán)重，一般造成減產(chǎn)20％-30％，甚至絕產(chǎn)，由于具有遷飛能力強、食性雜、體被蠟質(zhì)保護層、繁殖能力強、易產(chǎn)生抗藥性等生物學(xué)優(yōu)勢，防治煙粉虱十分困難。采用抗煙粉虱的大豆品種是防治煙粉虱最經(jīng)濟、有效、環(huán)保的措施。獲得抗煙粉虱的大豆種質(zhì)、建立大豆抗煙粉虱的鑒定技術(shù)體系、了

2、解大豆抗煙粉虱的遺傳特性和分子機制是培育抗煙粉虱大豆品種的基礎(chǔ)。
　　 本研究利用國內(nèi)外大豆品種資源為材料，采用多年夢點聯(lián)合鑒定，多個鑒定指標(biāo)綜合分析等方法，研究了大豆抗煙粉虱的鑒定方法，根據(jù)這一方法篩選出多個攪、感煙粉虱的大豆種質(zhì)；利用篩選出的種質(zhì)構(gòu)建了抗/感煙粉虱的遺傳群體，采用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳分離分析法，分析了大豆抗煙粉虱的遺傳機制；利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)分析了大豆抗煙粉虱的分子遺傳機理，定位了抗煙粉虱的

3、QTLs；并初步探討了大豆對煙粉虱的抗性機制。研究結(jié)果如下：
　　 1.大豆抗煙粉虱的動態(tài)鑒定體系
　　 2004-2008年，在山東濟南、冠縣兩地，分別對419份次國內(nèi)外大豆品種資源單葉感染煙粉虱成蟲的數(shù)量，單葉感染煙粉虱若蟲的最小值、最大值、平均數(shù)和單株感染煙粉虱若蟲的最小值、最大值、平均數(shù)等進行了調(diào)查。在綜合分析調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，篩選出滑皮豆等4個高抗和齊黃26等4個高感煙粉虱的標(biāo)準(zhǔn)品種，初步建立了以煙粉虱若蟲為調(diào)

4、查對象，以單葉感染煙粉虱若蟲平均數(shù)(MWPL)為抗性評價指標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)品種的MWPL為參照，當(dāng)MWPL<(a+d)時為高抗、>(a+d)-<(a+3d)時為抗、>(a+3d)-<(a+5d)時為中間、>(a+5d)-<(a+7d)時為感、>(a+7d)時為高感的大豆抗煙粉虱的鑒定技術(shù)體系.其中a、b分別為4份高抗和4份高感標(biāo)準(zhǔn)品種單葉感染煙粉虱的平均數(shù)，d=(b-a)/8.同時分析了煙粉虱若蟲在不同結(jié)莢習(xí)性大豆植株上的分布特點，確定了頂部

5、葉片為有限結(jié)莢習(xí)性品種的有效調(diào)查葉位，中上部葉片為亞有限和無限結(jié)莢習(xí)性品種的有效調(diào)查葉位。在此基礎(chǔ)上，該方法可以隨著鑒定范圍的擴大隨時將抗、感性狀更突出的品種加入到標(biāo)準(zhǔn)品種中來，形成一種適應(yīng)范圍更廣、可比性更強、動態(tài)發(fā)展的鑒定技術(shù)體系。
　　 2.大豆抗煙粉虱的主基因+多基因遺傳模式
　　 利用篩選出的高抗煙粉虱種質(zhì)滑皮豆、東選1號和高感種質(zhì)齊黃26，組配了齊黃26×滑皮豆(RB1)、滑皮豆×齊黃26(RB2)和東選1號

6、x齊黃26(RB3)等3個雜交組合，在濟南構(gòu)建了JRBIF2、JRB2F2、IRB2F2：3等遺傳群體，在冠縣構(gòu)建了LRB1F2、LRB2F2、LRB3F2、LRB2F2：3等遺傳群體；調(diào)查了各群體的MWPL;采用植物數(shù)量性狀混合遺傳模型主基因+多基因多世代聯(lián)合分析方法，分析了不同組合、不同世代、不同地點各遺傳群體抗煙粉虱的遺傳模式。結(jié)果表明，不同組合、不同地點的F2群體抗煙粉虱的遺傳均符合二對主基因+多基因的混合遺傳模式，且主基因的遺

7、傳率較高，分別為86.41％、85.72％，95.90％，95.26％，73.18％，多基因的遺傳率相對較低。同一組合、不同地點F2：3群體抗煙粉虱的遺傳均符合一對主基因+多基因的混合遺傳模式，且主基因的遺傳率較高，分別為61.86％和97.43％，多基因的遺傳率相對較低。不同地點、同一組合、同一世代遺傳群體抗煙粉虱的遺傳模式相同，但主基因的遺傳率有較大差異。說明大豆抗煙粉虱遺傳受環(huán)境因素影響。綜合遺傳分析的結(jié)果說明，大豆抗煙粉虱性狀既

8、受主基因控制，又存在多基因效應(yīng)，同時受環(huán)境因素影響，改良大豆品種對煙粉虱的芤性應(yīng)重點利用主基因，同時兼顧多基因的積累。
　　 3.大豆抗煙粉虱的QTL定位
　　 在遺傳分析的基礎(chǔ)上，本研究利用高抗煙粉虱種質(zhì)滑皮豆和高感種質(zhì)齊黃26雜交構(gòu)建的抗/感煙粉虱遽傳分離群體JRBIF2為材料，以親本基因組DNA為模板，采用SSR分子標(biāo)記技術(shù)從600對SSR標(biāo)記中篩選出157對多態(tài)性引物。利用篩選獲得的多態(tài)性SSR引物，對JRBIF

9、2群體170個個體的基因組DNA進行PCR擴增和聚丙烯酰胺凝膠電泳。利用MAPMAKER/EXP3.0分析軟件構(gòu)建了基于SSR的分子連鎖圖譜。該圖譜包括18個連鎖群，覆蓋大豆基因組長度的I035.6cM，63個標(biāo)記位點，標(biāo)記間平均距離為16.44cM。利用Windows QTL Cartographer2.5分析軟件，定位到1個與抗煙粉虱有關(guān)的QTL qRwf-d2-1。該基因位點位于D2連鎖群上的satt186-satt031區(qū)間，L

10、OD值為2.7，對抗煙粉虱性狀的解釋率為12.47％。
　　 4.大豆對煙粉虱具有多種抗性機制
　　 本研究以213份國內(nèi)外大豆品種資源為試驗材料，利用SSPS16.0分析軟件，分析了大豆單葉和單株感染煙粉虱若蟲的數(shù)量與其結(jié)莢習(xí)性、株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、主莖粗、分枝數(shù)，茸毛性狀、總莢數(shù)、總粒數(shù)，單株粒重、莢長、莢寬、百粒重、種皮色、子葉色、蛋白質(zhì)含量、水溶性蛋白含量、脂肪含量的關(guān)系。結(jié)果表明，大豆對煙粉虱的抗性與茸毛性

11、狀有直接關(guān)系。大豆單葉煙粉虱平均數(shù)與茸毛長度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.740；與茸毛夾角呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.626；與茸毛密度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.317。這是因為有或無茸毛，茸毛長短、茸毛與葉面的夾角大小、茸毛密度等均直接影響煙粉虱若蟲在大豆葉片上的著生。無茸毛或茸毛稀少、茸毛短、與葉面的夾角小，則不利于煙粉虱著生。這類品種對煙粉虱具有較強的拒蟲性。水溶性蛋白含量低，不利于煙粉虱的生長發(fā)育。大豆單葉煙粉虱平均數(shù)與大豆籽粒

12、的水溶性蛋白含量呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.909；與蛋白質(zhì)含量呈顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.166。水溶性蛋白含量低的品種對煙粉虱具有抗生性。大豆單葉煙粉虱平均數(shù)與莖粗呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.282；與單株粒重呈顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.165；與種皮色、子葉色、株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、籽粒脂肪含量的相關(guān)不顯著。不同結(jié)莢習(xí)性大豆品種單葉感染煙粉虱的平均數(shù)也存在顯著差異，有限結(jié)莢習(xí)性>亞有限結(jié)莢習(xí)性>無限結(jié)莢習(xí)性?？梢姶蠖?/p>