野生大豆田间虫害指数和蛹重的全基因组关联分析【字数:10140】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1 材料与方法6
1.1 试验材料 6
1.2 田间试验设计及抗虫相关表型性状的鉴定6
1.3 关联分析7
2 结果与分析7
2.1 表型数据分析7
2.2 田间虫害指数和蛹重的关联分析8
3 讨论12
3.1 野生大豆表型数据分析 12
3.2 田间虫害指数与蛹重的全基因组关联分析 13
4 小结 13
致谢 14
参考文献 15
野生大豆田间虫害指数和蛹重的全基因组关联分析
摘要
大豆为人类提供了大量蛋白质和油料,是一种具有重要价值的农作物,但是全球各大豆产区经常遭到食叶性害虫的危害,大豆产量往往受到很大影响,因此选育抗虫品种是抗虫工作的关键点。本研究以113份野生大豆组成的自然群体作为实验材料,于田间采用随机区组设计进行播种,以室内喂养二龄期斜纹夜蛾幼虫进行抗虫鉴定,以虫害指数和蛹重作为指标进行全基因组关联分析,结果表明,虫害指数与蛹重的关联性较弱,推断植物抗虫防御机制的不同为主要原因;通过关联分析定位到17个与抗虫性相关的标记,其中12个与虫害指数相关,5个与蛹重相关,最终选取标记SNP1前后80kb范围的16个基因作为候选基因。
引言
大豆是一种重要的经济和粮食作物,大豆的价值以及大豆对我国经济的影响主要体现为以下几点:1.大豆是重要的油料作物,是人工合成食用油的原材料;2.由于蛋白质含量丰富,大豆往往被用来制作高蛋白食物;3.大豆亦是养殖业所需的饲料的重要成分。
然而长期以来,中国许多大豆产区受到食叶害虫的伤害。大豆害虫有数百种,常常对大豆的产量造成巨大打击。传统田间抗病虫害的方法往往是通过大规模喷施农药来实现的,但是这种做法不仅会造成污染问题,还会大幅增加种植成本,并且长期喷施药物,虫害往往会产生抗药性,使农药失效,所以在大豆害虫防治策略中,培育和使用抗虫品种是一个关键环节。
1.大豆食叶性害虫的种类
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大豆虫害一般被划分为四种,包括以根部为食的害虫、以蛀茎为食的害虫和食叶性害虫。食叶性害虫主要以的大豆的叶片作为食物,往往吃光叶肉只剩下叶脉;会严重影响大豆植株进行光合作用,进而使其正常的生长发育受阻。
崔章林【1】等于1983、1984、1992~1994年在大学江浦实验站使用黑光灯诱蛾法调查大豆食叶性虫害种类,通过使用黑光灯引诱蛾类,并在黑光灯附近熏蒸农药将其杀死,从黄昏起打开黑光灯,次日凌晨统计被引诱的虫数,统计的重点是鳞翅目昆虫的数量。同时在大学江浦农场选取50亩大豆田,使用五点取样法进行虫害普查,最终得出结论:以斜纹夜蛾、大豆桥虫、豆卷叶螟为主的鳞翅目昆虫,是大豆食叶性虫害的重要组成部分,具有数量占据绝对优势,危害时期长,危害性大的特点。其中斜纹夜蛾的幼虫常常聚集分布在叶片周围,在将叶肉组织取食干净后,还会危害叶脉部分,对产量造成重大影响,是大豆食叶性虫害中的重点防护对象。
2.大豆抗虫性鉴定方法
抗虫鉴定是作物抗虫性研究中的重中之重,其结果的准确性直接影响作物抗性等级的划分,在进行大豆抗虫性鉴定工作时,要同时具备虫源充足、鉴定时期适宜、鉴定指标三大基本条件。
一般依据大豆与其对应害虫所处的环境不同,可以将鉴定方法分成三种类型【2】:室内生物鉴定法、网室人工接虫法和田间自然虫源鉴定法。田间自然虫源鉴定法一般评估大豆在田间无人为干涉的条件下对虫害的抗性表现,其原理一般为测量大豆的叶面积损失率,根据其损失度将抗性分成4个等级:1级,叶面积损失小于等于百分之五;2级,叶面积损失率百分之六到百分之二十;3级,叶面积损失百分之二十一到百分之六十;4级,超过百分之六十的叶面积损失。田间自然接虫法较为直接且具有较高的育种应用价值,但同样局限于环境客观因素的干扰,对于叶面积损失率的判断方式较为主观,没有统一的指标。网室人工接虫法将目标作物于网室中进行培育,同时接入一种特定虫害,以叶面积损失率来判定抗性情况,很多大豆食叶性虫害抗性的鉴定都使用网室人工接虫法,如斜纹夜蛾等,此方法可以鉴定大豆对某种单一虫害的抗性,但是因为判断依据仍然是叶面积损失率,因此仍存在判定过程具有主观性的缺点。室内生物鉴定法采用在室内喂养某一特定虫害,观察并记录该虫害的各项生理数据,并将其作为评估作物对虫害抗性水平的依据。该方法同样是在室内种植大豆,且需要使大豆的长势不能有明显的差别,避免造成误差,然后用大豆在同一时期同一部位的叶片来喂养虫害,定期测量其虫重、死亡率、蛹重以及化蛹的时间,室内生物鉴定法的重复操作成本较低且不受外界自然环境干扰,结果相对较准确,因此在大豆抗虫性研究工作中被广泛应用。
3.野生大豆抗斜纹夜蛾资源的鉴定
与栽培品种的大豆相比较,野生大豆经历了相当长一段时间的进化过程,遗传多样性优于栽培大豆,变异丰富,进而积累了大量的遗传信息,具备多种优良性状,如耐旱、耐盐、抗虫等,可以被用来改良栽培大豆品种,并且从野生大豆中发掘的与抗虫性相关的遗传信息可以改良抗虫育种遗传基础,具有重要的育种价值。
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