野生大豆茸毛密度与ssr标记间的关联分析
:大豆是世界上重要的油料作物和高蛋白质作物,但是虫害严重威胁着大豆的产量和品质。大豆对虫害的抗性与自身的生物学性状有关,其中大豆叶片茸毛密与抗虫性有着密切的关系。探究叶片茸毛密度对大豆抗虫育种有着重要的作用,而野生大豆由于长期的自然选择进化出了很强的环境适应能力,尤其是在抗虫性上。本文对113份野生大豆叶片茸毛密度进行测定,并与SSR标记进行关联分析,并进一步对关联到的位点进行分析,探究是否与抗虫位点或基因有关,为大豆抗虫育种做出一点贡献。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验设计2
1.3测定项目与方法2
1.4数据统计与分析3
2结果与分析3
2.1茸毛密度的方差分析3
2.2茸毛密度描述性统计3
2.3茸毛密度与SSR标记关联分析的结果4
3讨论4
致谢5
参考文献6
野生大豆茸毛密度与SSR标记间的关联分析
引言
引言:大豆是世界上五大作物之一,也是世界上很重要的的油料作物和高蛋白质粮饲兼用作物。过去30 年间,随着大豆需求的迅猛增加,世界大豆生产得到快速发展,大豆产量稳步提高,其中中国大豆产量增长幅度略高于世界平均水平,但仍低于大豆主产国巴西和阿根廷,尤其是大豆单产绝对产量与世界平均水平相比还有较大差距,更远低于美国、巴西、阿根廷等大豆主产国产量水平[1]。然而近年来,我国大豆种植面积逐年增加,大豆病虫害有明显的加重趋势,与此同时一些大豆虫害现象也变得越来越备受重视,大豆病虫害的发生与存在直接影响着大豆的种植产量与品质,如果不进行综合防治,就会影响我国大豆的稳产稳收。野生大豆作为栽培大豆的近缘种,具有丰富的抗病基因及优良的可遗传的有利性状,研究表明利用野生和半野生大豆创造新的种质资源、拓宽大豆育种的遗传基础是有效的[2],并且野生大豆比栽培大豆的抗性强。所以,对野生大豆的抗性鉴定[3]引起研究者广泛的关注。
食品农药残留及环境农药污染越来越受关注,在此背景下,选育
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ¥351916072$
大豆抗虫新品种,减少农药使用量已成为重要课题之一。抗虫作物品种的推广使用,不仅可以降低杀虫剂的使用次数和施用量、降低种植成本、提高农民的生产积极性、而且还可以有效地保护害虫天敌、改善农田生态环境、使害虫防治向良性循环方向发展;同时还能有效地减轻环境污染,造福子孙后代。因而可以说抗虫作物品种的培育、推广与使用有着显著的经济、社会和生态效益。
大豆本身的生物学性状与抗虫性密切关系,植株表面的茸毛是影响昆虫取食为害的重要因子,是决定大豆叶片抗性的主要因素。茸毛的存在使昆虫在叶表皮的运动变得困难从而降低对叶片的取食量或者茸毛可影响小型刺吸式昆虫口针刺入植物组织的深度,使之达不到维管束或其他组织而难以获得适宜的食物,因食物不足而饿死。大豆的茸毛性状包括直立程度、末端状态、长度、密度和颜色五个性状,对于昆虫而言,茸毛具有广谱的抵御作用[4],茸毛密度可以作为野生大豆抗性鉴定的参考指标[5]。相对于植物的其他致死性抵御,茸毛密度这一形态特征是昆虫寻觅适宜生栖环境和食物的感觉依据,影响着昆虫选择植物行为以及昆虫的生长率、生存率、产卵率等,当茸毛密度超过300根/cm2时,昆虫会因受茸毛的影响而死亡[6]。茸毛是植物叶、茎、根和根表皮层的单细胞或多细胞的外生物,目前对植物茸毛性状的研究主要集中在棉花、番茄、茶叶等作物上面,对大豆茸毛的研究很少。
国内外对大豆茸毛密度及其遗传方式已有一些研究,Pdl、Ps和Pl基因分别被定位在第1、第12和第9染色体(原Dla、H和K连锁群),分别导致密、稀和无茸毛基因型。Oki等[7]利用重组自交系群体分析大豆对斜纹夜蛾的抗选型及茸毛密度的QTL,两者相距较近从而觉得茸毛密度可能参与大豆对斜纹夜蛾的抗选型。研究表明,无毛大豆品种的马铃薯叶蝉产卵数、幼虫密度以及幼虫摄食程度均高于叶面茸毛正常或密集的大豆品种。植物叶片茸毛在抗病性上起到重要作用,首先植物的毛可以悬空接种体而减少病原菌接触、侵入机会[8]。第二,叶茸毛可以产生有毒的物质从而抑制病菌孢子萌发和侵入。Bechmen[9]等报道某种酚类物质存在于植物的叶毛中,且应外界刺激而释放出来;Bailey[10]也曾注意到来自植物毛的某些物质可抑制某些真菌的生长。邱丽娟等描述了茸毛色、茸毛密度和茸毛直立程度的调查方法[11]。邢光南等研究表明抗性指标与叶片茸毛角度、长度及叶柄茸毛角度极显著正相关,而与叶片茸毛密度显著负相关。相关性最强的是叶片茸毛角度,其次是叶柄茸毛角度,然后是叶片茸毛长度,与叶片茸毛密度的相关性最弱。野生大豆品种的叶面茸毛密度比栽培豆大,推测大豆的茸毛密度可能与进化有关,所以该实验对大豆育种有着重要的意义。随着社会的发展,茸毛性状的抗虫利用价值将越来越引起人们的高度关注。
1 材料与方法
1.1 试验材料
113份野生大豆组成的自然群体,由大学国家大豆改良中心提供;85个SSR由大学国家大豆改良中心实验室毕业的胡振宾师兄提供[12]。
1.2 试验设计
田间试验设计采用完全随机区组设计,于2014年6月20日播种于大学江浦实验农场。3个区组,穴播,每个材料种植四穴,每穴定苗45株。四穴相邻分布在两行,每行两穴,同一材料之间穴距0.5米行距0.5米,不同材料之间穴距1.0米行距1.0米(即种两行空一行)。播种后试验地在野生大豆整个生长期间不喷洒任何农药,为防止野兔危害,四周用尼龙网围起。
1.3 测定项目与方法
方法参照邢光南(2013)的方法略有改动。于2014年8月中旬在田间取样,每个区组从四穴内随机选取3个倒三复叶,取样三个区组,将取好的倒三复叶放入自封袋内,用冰盒带回实验室。在每个复叶的中间小叶上用直径5㎜的打孔器取一个叶圆片,取样位置为叶片基部主叶脉与侧叶脉中间,尽量避免叶脉位置,叶圆片要求边缘平整。将同一材料打好的三个叶圆片按顺序放在载玻片上,再用另一个载玻片压在上边,将茸毛与叶片压平在同一平面上。将准备好的叶圆片放在解剖镜下放大50倍拍照[13],所用解剖镜与镜头型号分别是OLYMPUS SZX12,Pixera Penguin 150CL。计数每一张图片上的茸毛根数,图片叶片面积为5.2㎜2,再换算成10㎜2的根数即为叶片茸毛密度。
1.4 数据统计与分析
数据的方差分析、描述统计、图形绘制用EXCEL和R语言相应方法完成,关联分析用TASSEL2.1完成。
2 结果与分析
表1 茸毛密度方差分析
差异源
df
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验设计2
1.3测定项目与方法2
1.4数据统计与分析3
2结果与分析3
2.1茸毛密度的方差分析3
2.2茸毛密度描述性统计3
2.3茸毛密度与SSR标记关联分析的结果4
3讨论4
致谢5
参考文献6
野生大豆茸毛密度与SSR标记间的关联分析
引言
引言:大豆是世界上五大作物之一,也是世界上很重要的的油料作物和高蛋白质粮饲兼用作物。过去30 年间,随着大豆需求的迅猛增加,世界大豆生产得到快速发展,大豆产量稳步提高,其中中国大豆产量增长幅度略高于世界平均水平,但仍低于大豆主产国巴西和阿根廷,尤其是大豆单产绝对产量与世界平均水平相比还有较大差距,更远低于美国、巴西、阿根廷等大豆主产国产量水平[1]。然而近年来,我国大豆种植面积逐年增加,大豆病虫害有明显的加重趋势,与此同时一些大豆虫害现象也变得越来越备受重视,大豆病虫害的发生与存在直接影响着大豆的种植产量与品质,如果不进行综合防治,就会影响我国大豆的稳产稳收。野生大豆作为栽培大豆的近缘种,具有丰富的抗病基因及优良的可遗传的有利性状,研究表明利用野生和半野生大豆创造新的种质资源、拓宽大豆育种的遗传基础是有效的[2],并且野生大豆比栽培大豆的抗性强。所以,对野生大豆的抗性鉴定[3]引起研究者广泛的关注。
食品农药残留及环境农药污染越来越受关注,在此背景下,选育
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ¥351916072$
大豆抗虫新品种,减少农药使用量已成为重要课题之一。抗虫作物品种的推广使用,不仅可以降低杀虫剂的使用次数和施用量、降低种植成本、提高农民的生产积极性、而且还可以有效地保护害虫天敌、改善农田生态环境、使害虫防治向良性循环方向发展;同时还能有效地减轻环境污染,造福子孙后代。因而可以说抗虫作物品种的培育、推广与使用有着显著的经济、社会和生态效益。
大豆本身的生物学性状与抗虫性密切关系,植株表面的茸毛是影响昆虫取食为害的重要因子,是决定大豆叶片抗性的主要因素。茸毛的存在使昆虫在叶表皮的运动变得困难从而降低对叶片的取食量或者茸毛可影响小型刺吸式昆虫口针刺入植物组织的深度,使之达不到维管束或其他组织而难以获得适宜的食物,因食物不足而饿死。大豆的茸毛性状包括直立程度、末端状态、长度、密度和颜色五个性状,对于昆虫而言,茸毛具有广谱的抵御作用[4],茸毛密度可以作为野生大豆抗性鉴定的参考指标[5]。相对于植物的其他致死性抵御,茸毛密度这一形态特征是昆虫寻觅适宜生栖环境和食物的感觉依据,影响着昆虫选择植物行为以及昆虫的生长率、生存率、产卵率等,当茸毛密度超过300根/cm2时,昆虫会因受茸毛的影响而死亡[6]。茸毛是植物叶、茎、根和根表皮层的单细胞或多细胞的外生物,目前对植物茸毛性状的研究主要集中在棉花、番茄、茶叶等作物上面,对大豆茸毛的研究很少。
国内外对大豆茸毛密度及其遗传方式已有一些研究,Pdl、Ps和Pl基因分别被定位在第1、第12和第9染色体(原Dla、H和K连锁群),分别导致密、稀和无茸毛基因型。Oki等[7]利用重组自交系群体分析大豆对斜纹夜蛾的抗选型及茸毛密度的QTL,两者相距较近从而觉得茸毛密度可能参与大豆对斜纹夜蛾的抗选型。研究表明,无毛大豆品种的马铃薯叶蝉产卵数、幼虫密度以及幼虫摄食程度均高于叶面茸毛正常或密集的大豆品种。植物叶片茸毛在抗病性上起到重要作用,首先植物的毛可以悬空接种体而减少病原菌接触、侵入机会[8]。第二,叶茸毛可以产生有毒的物质从而抑制病菌孢子萌发和侵入。Bechmen[9]等报道某种酚类物质存在于植物的叶毛中,且应外界刺激而释放出来;Bailey[10]也曾注意到来自植物毛的某些物质可抑制某些真菌的生长。邱丽娟等描述了茸毛色、茸毛密度和茸毛直立程度的调查方法[11]。邢光南等研究表明抗性指标与叶片茸毛角度、长度及叶柄茸毛角度极显著正相关,而与叶片茸毛密度显著负相关。相关性最强的是叶片茸毛角度,其次是叶柄茸毛角度,然后是叶片茸毛长度,与叶片茸毛密度的相关性最弱。野生大豆品种的叶面茸毛密度比栽培豆大,推测大豆的茸毛密度可能与进化有关,所以该实验对大豆育种有着重要的意义。随着社会的发展,茸毛性状的抗虫利用价值将越来越引起人们的高度关注。
1 材料与方法
1.1 试验材料
113份野生大豆组成的自然群体,由大学国家大豆改良中心提供;85个SSR由大学国家大豆改良中心实验室毕业的胡振宾师兄提供[12]。
1.2 试验设计
田间试验设计采用完全随机区组设计,于2014年6月20日播种于大学江浦实验农场。3个区组,穴播,每个材料种植四穴,每穴定苗45株。四穴相邻分布在两行,每行两穴,同一材料之间穴距0.5米行距0.5米,不同材料之间穴距1.0米行距1.0米(即种两行空一行)。播种后试验地在野生大豆整个生长期间不喷洒任何农药,为防止野兔危害,四周用尼龙网围起。
1.3 测定项目与方法
方法参照邢光南(2013)的方法略有改动。于2014年8月中旬在田间取样,每个区组从四穴内随机选取3个倒三复叶,取样三个区组,将取好的倒三复叶放入自封袋内,用冰盒带回实验室。在每个复叶的中间小叶上用直径5㎜的打孔器取一个叶圆片,取样位置为叶片基部主叶脉与侧叶脉中间,尽量避免叶脉位置,叶圆片要求边缘平整。将同一材料打好的三个叶圆片按顺序放在载玻片上,再用另一个载玻片压在上边,将茸毛与叶片压平在同一平面上。将准备好的叶圆片放在解剖镜下放大50倍拍照[13],所用解剖镜与镜头型号分别是OLYMPUS SZX12,Pixera Penguin 150CL。计数每一张图片上的茸毛根数,图片叶片面积为5.2㎜2,再换算成10㎜2的根数即为叶片茸毛密度。
1.4 数据统计与分析
数据的方差分析、描述统计、图形绘制用EXCEL和R语言相应方法完成,关联分析用TASSEL2.1完成。
2 结果与分析
表1 茸毛密度方差分析
差异源
df
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