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甘南县向日葵菌核病抗性种质资源的鉴定与创制

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东北地区是我国向日葵的主要产区之一,向日葵种植主要集中在干旱或半干旱的盐碱地。甘南县位于黑龙江省西部,气候条件适宜向日葵的生长,多年种植为当地的农业发展做出了积极的贡献。然而连年轮作使得病虫害问题日益突出,尤其是菌核病危害最重,导致当地向日葵种植面积的大幅缩减。面对这一严峻问题,培育抗(耐)病品种成为了预防菌核病、恢复向日葵种植面积、提高产量的最有效途径。而要实现这一目标,首要的任务是对抗(耐)菌核病种质资源进行创制,并对抗病基因进行挖掘。该研究预期结果对于评价向日葵的遗传多样性和抗(耐)菌核病育种具有非常重要的意义。 本研究以筛选抗(耐)菌核病种质材料为抗性基因供体,以综合评价值较高的材料为受体,采用常规育种和优势小种接种鉴定辅助选择相结合的方法,开展抗(耐)菌核病的种质资源创新。主要研究结果如下: 1.变异性统计分析:对426份种质资源进行表型性状变异性统计分析,发现生育期、株高、茎粗、叶片数、花盘直径、分枝株率、花盘形状、花盘倾斜度、单株粒重、百粒重、皮壳率、单位面积产量等12个主要表型性状的变异系数范围为8.201%-196.396%,多样性指数范围为4.865-6.051。表明这些种质间的遗传差异较大,具有丰富的多样性。 2.表型性状聚类分析:根据表型性状聚类分析,将试验种质材料分为四大类群,第Ⅰ类生育期差异明显,早熟材料占该类群的65.25%;第Ⅱ类株高差异明显,超高秆材料占该类群的44.89%;第Ⅲ类为晚熟材料;第Ⅳ类株高差异明显,次矮秆材料占该类群的75%。 3.菌核病病情鉴定:种质资源的抗病性自然发病试验结果显示,426份材料菌核病病情指数范围为0-65%,说明这些材料在自然条件下具有不同程度的抗病性。EPSS-9生理小种室内花盘菌核病鉴定结果显示,2124-2、BC2202-03、BC2202-07、N251、2022W等5份材料对EPSS-9表现为中抗,其他材料表现为高感。 4.抗病种质资源创制:创制了3份中抗菌核病育种材料,分别为2124-2-4、BC2202-03-5、BC2202-07-3。这些材料与感病材料2022J杂交,收获了3份F1代材料,分别为2022J×2124-2-4、2022J×BC2202-03-5、2022J×BC2202-07-3。这部分材料将作为核心种质资源,应用于后续的甘南县向日葵抗病育种。 5.转录组测序分析:选择N241、善友葵花8、G2262等3份感病材料、2124-2、N251、BC2202-03等3份中抗材料用于转录组测序分析,筛选到差异表达基因9443个,其中抗病相对于感病上调的基因有6170个,下调的基因有3273个。预测出27个候选的向日葵(H.annuusL)WRKY转录因子,与感病材料相比,抗病材料中正调控基因12个,HaWRKY13/17/20/21/28/39/41/44/48/53/54/70,负调控基因15个,包括HaWRKY4/6/7/11/12/14/22/23/26/27/51/55/72A/72/75。 综上所述,本研究不仅为甘南县向日葵产业提供了有力的科技支撑,也为向日葵菌核病防治工作提供了新的思路和方法。深入研究向日葵的抗(耐)菌核病机制,挖掘更多的抗病基因,将会极大地助推甘南县向日葵产业的健康和可持续发展。

于欢

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向日葵菌核病 抗性基因 种质资源 抗病育种

硕士

农艺与种业

辛大伟、高焕勇

2024

东北农业大学

中文

S4