棉花黄萎病抗性表现及其基因表达的研究
【摘要】：棉花黄萎病是严重影响棉花产量和纤维品质的病害,选育和利用抗病品种是一种经济、有效的防治措施。深入研究棉花抗黄萎病基因表达规律,对有效地培育抗病品种具有重要意义。本研究利用我国20世纪50年代以来培育的108个棉花抗枯、黄萎病品种,研究了不同棉花品种的抗黄萎病反应规律,分析了不同抗病基因型对产量和品质性状的影响;通过系谱分析了解不同来源抗病基因的抗黄萎病性能;分析了高抗海岛棉品种和感病陆地棉品种分离世代表型症状与内部症状的关系以及表型症状对遗传方式确定的影响;采用表型症状和分子标记相结合,研究了棉花抗病性对黄萎病菌不同致病力群落结构的影响;利用cDNA-AFLP技术研究了海岛棉品种在黄萎病菌诱导下抗病相关基因的差异表达。获得主要结果如下:
1.利用因子分析法对陆地棉抗黄萎病反应规律进行研究,整个发病时期的病情发展由4个主因子决定,且第1、2主因子具有较大的方差贡献率。第1主因子(F1)主要与品种的7月26日至8月5日的黄萎病病情指数有关,第2主因子(F2)主要与品种的8月20日至9月4日的黄萎病病情指数有关。利用因子分析结果将108个品种划分为4个类型,前期抗病性较好而后期发病较快的第Ⅰ类品种,其产量和纤维品质均较差;而前后期病指均较低发病缓慢的第Ⅱ类品种则小区产量最高。第Ⅲ类品种前期发病较慢,中期发病较快,产量高于第Ⅳ类品种;前期发病较快,中期发病平缓,后期仍具有较高病指的第Ⅳ类品种,小区产量较低。某一阶段的抗病性并不能完全代表品种的抗病性。
2.分析棉花品种黄萎病病指与产量及其构成因素的关系得出,病情指数与产量呈显著负相关,对产量的影响主要由于单株结铃数减少造成。开花初期的抗病性对产量及其构成因素影响较小,当第一个发病高峰到来后,抗病性对产量及其构成因素影响增大。抗病性对整齐度和马克隆值影响最大,对纤维长度和伸长率影响次之,对纤维比强度影响最小。利用偏相关分析不同病级病株比例与产量性状的关系,结果表明0级单株的比例与产量性状呈负相关,1级病株的比例与产量性状呈正相关,2级和3级病株比例与产量性状的关系随生育进程改变,4级病株比例与产量性状呈显著或极显著负相关;不同病级病株比例与纤维品质性状的关系和不同病级病株比例与产量性状的关系基本一致。
3.分析了52个品种的系谱组成及不同来源抗性基因对棉花品种黄萎病抗性的影响,结果显示岱字棉与斯字棉血统在我国棉花抗病品种中占有较大的比例,其次是福字棉。抗性最好的品种具有较大比例的斯字棉血统;抗性最差的品种具有较小比例的斯字棉血统,而多数品种含有金字棉血统成分;以福字棉血统为主的品种抗性较差。
4.在黄萎病发病高峰期对(邯208×Pima90-53)F_2、(中棉所8号×Pima90-53)F_2及(冀棉20号×邯208)F_2单株的黄萎病抗性进行了调查。分析表型症状与内部症状的关系得出,外部表现病级与剖杆症状病级呈显著正相关。对海岛棉与陆地棉后代抗感单株分离比例分析可知,抗黄萎病基因受1对或少数2对主效显性基因控制。
5.以海岛棉品种Pima90-53和陆地棉15个品种为分离寄主,共分离出67个黄萎病菌系。以Pima90-53、冀棉20号、邯208和中棉所8号为鉴别寄主,对分离菌系进行了致病力鉴定,结果显示同一地块所分离的菌系由致病力连续变化的多种致病力类型组成。品种的抗性与黄萎病不同
【关键词】：棉花 黄萎病 抗病性 ISSR cDNA-AFLP 【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S562
【目录】：
- 摘要4-12
- 前言12-16
- 第一章 陆地棉不同抗病基因型抗黄萎病反应规律16-27
- 1．1 材料与方法16-19
- 1．1．1 供试材料16-18
- 1．1．2 试验方法18
- 1．1．3 计算方法18-19
- 1．2 结果与分析19-25
- 1．2．1 不同时期棉花黄萎病指的相关分析19
- 1．2．2 棉花抗黄萎病性状因子分析19
- 1．2．3 利用品种的因子得分分析不同类群的发病规律19-24
- 1．2．4 不同类群品种产量性状及纤维品质的表现24-25
- 1．3 讨论25-27
- 第二章 黄萎病发病级别对陆地棉品种产量及纤维品质的影响27-41
- 2．1 材料与方法27-30
- 2．1．1 供试材料27-29
- 2．1．2 试验方法29-30
- 2．2 结果与分析30-39
- 2．2．1 不同时期黄萎病抗性与产量及其构成因素的相关分析30-31
- 2．2．2 不同时期黄萎病抗性与纤维品质的相关分析31-32
- 2．2．3 不同发病级别单株组成对产量性状的影响32-36
- 2．2．4 不同发病级别单株组成对纤维品质的影响36-39
- 2．3 讨论39-41
- 第三章 我国棉花抗黄萎病骨干品种遗传组成与抗病性分析41-51
- 3．1 材料与方法41-43
- 3．1．1 供试材料41-43
- 3．1．2 试验方法43
- 3．1．2 数据分析43
- 3．2 结果与分析43-49
- 3．2．1 52个品种主要血缘组成分析43-46
- 3．2．2 供试品种基于血缘组成的聚类分析46-47
- 3．2．3 不同血缘组成对棉花黄萎病抗性的影响47-49
- 3．3 讨论49-51
- 第四章 分离世代表型反应症状与抗感类型划分的研究51-61
- 4．1 材料与方法51-52
- 4．1．1 供试材料51
- 4．1．2 试验方法51-52
- 4．2 结果与分析52-58
- 4．2．1 陆地棉感病品种×海岛棉抗病品种F_2代田间抗病表现52-55
- 4．2．2 陆地棉抗病品种×陆地棉感病品种F_2代田间抗病表现55-56
- 4．2．3 陆地棉感病品种×海岛棉抗病品种F_2代剖杆症状56-57
- 4．2．4 病株剖杆症状与外部抗病性表现相关性分析57-58
- 4．3 讨论58-61
- 第五章 棉花抗病性对黄萎病菌不同致病力群落结构的影响61-80
- 5．1 材料与方法61-64
- 5．1．1 供试材料61
- 5．1．2 试验方法61-64
- 5．2 结果与分析64-76
- 5．2．1 分离寄主抗病性对黄萎病菌系致病力的影响64-69
- 5．2．2 分离寄主抗病性与黄萎病菌系的培养特性69-72
- 5．2．3 不同黄萎病菌系对培养温度的反应72-75
- 5．2．4 不同分离寄主分离菌系的ISSR分子鉴定75-76
- 5．3 讨论76-80
- 第六章 黄萎病菌诱导下棉花抗病相关基因的差异表达80-102
- 6．1 材料与方法81-87
- 6．1．1 供试材料81
- 6．1．2 试验方法81-87
- 6．2 结果与分析87-98
- 6．2．1 RNA提取方法的改进87-88
- 6．2．2 差异RNA的提取88
- 6．2．3 cDNA合成88-89
- 6．2．4 海岛棉抗黄萎病品种比马90-53 cDNA-AFLP分析89-91
- 6．2．5 差异片段的回收和二次扩增91-92
- 6．2．6 差异片段的克隆测序92-93
- 6．2．7 克隆序列同源性分析93-98
- 6．3 讨论98-102
- 结论102-103
- 参考文献103-114
- 作者简历114-116
- 在读期间发表的学术论文116-117
- 致谢117-124
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