1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题意义概况以及前景:大豆植株表面的茸毛是影响昆虫取食为害的重要因子,与大豆的抗虫性有密切关系。大豆茸毛的机械效应依赖于其4个主要特征,即密度、长度、直立程度(着生状态)和末端类型。大豆茸毛末端类型和密度与大豆对棉灯蛾抗性有关,尖型茸毛末端和高密度茸毛抗棉灯蛾,而茸毛长度与大豆对棉灯蛾抗性无关。Turnipseed发现不论茸毛密度,茸毛长而直立的大豆品种比茸毛短而紧贴的品种对马铃薯叶蝉有更高的抗性。刘学义和李淑香认为茸毛性状是决定大豆品种抗红蜘蛛的关键性状,茸毛密度小的品种抗虫性强,茸毛短的品种抗虫性较强。Khan等发现无论抗虫大豆PI227687还是感虫大豆Davis的顶部幼叶因茸毛密度大对粉纹夜蛾抗性比其下部叶高,但当茸毛被剃除时抗性与各自的下部叶相同,与没剃前相比感虫性显著提高。邢光南等分析了大豆资源中叶茸毛着生状态的变异及其对大豆抗豆卷叶螟的影响,认为匍匐型、半匍匐型叶面茸毛和紧贴型、倾斜型叶柄茸毛是抗虫性状,而斜立型叶面茸毛和直立型叶柄茸毛是感虫性状。
国外对大豆的茸毛类型及其遗传方式已有一些研究,迄今已报道了9个与大豆茸毛性状相关的基因。其中6个基因已被定位,Pd1、P1、Pa1、Ps、Pa2和Pb已被分别定位在第1、第9、第11、第12、第13和第15染色体(原D1a、K、B1、H、F和E连锁群)。Pd1、Ps和P1分别导致密、稀和无茸毛基因型。pa1和pa2共同控制叶面茸毛的匍匐型,而Pb控制尖型茸毛末端。
QTL定位已被用于研究大豆抗性相关性状茸毛的遗传基础及其与抗虫性关系。如Hulburt等把一个与抗选性和抗生性都相关的抗玉米穗螟的QTL定位在E连锁群上,这个QTL与控制尖型茸毛末端的Pb基因座相距0~6cM。Hulburt等进一步证实尖型茸毛末端显著地减少了玉米穗螟、黎豆夜蛾和甜菜夜蛾的危害和减轻了玉米穗螟幼虫的体重,从而认为把尖型茸毛末端性状引入优良大豆品种是有益的。Komatsu等[13]为了揭示大豆对斜纹夜蛾的抗生性机制,利用研究抗生性的群体对茸毛密度与开花期进行了QTL定位,但都没发现这2个性状与抗生性重叠的QTL。
2. 研究的基本内容和问题
目的:探索大豆叶片茸毛密度与斜纹夜蛾抗性的关系,并且关联到与茸毛密度相关的SSR标记,进一步预测候选基因。
内容:对113份野生大豆组成的自然群体进行叶片茸毛密度的测定,将测定数据与SSR标记进行关联分析,在关联到的SSR位点附近进行候选基因的预测。
拟解决的问题:探索野生大豆叶片茸毛密度与斜纹夜蛾抗性的关系,并发掘出与大豆叶片茸毛密度相关的基因,为今后大豆对斜纹夜蛾抗性育种做出贡献。
3. 研究的方法与方案
研究方法:取野生大豆倒三叶叶片,打孔器打成5㎜叶圆片,解剖镜50倍拍照,对拍照照片计数茸毛根数,用TASSEL5与SSR标记关联分析。
实验方案及可行性分析:于2015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,所用解剖镜与镜头型号分别是OLYMPUSSZX12,PixeraPenguin150CL。实验方案可行。
技术路线:
4. 研究创新点
特色和创新之处:选用野生大豆群体而并非的常规栽培大豆群体,因为野生大豆是栽培大豆的祖先,长期在自然的选择下进化出了更强的环境适应力并且蕴含着更丰富的抗性基因
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展:
2015年6月到11月进行田间管理和叶片茸毛拍照和照片茸毛密度计数
2015年12月到2016年三月后期数据表型分析和关联分析
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