小麦抗赤霉病的染色体工程育种研究进展
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TILLING技术的形成和发展及其在麦类作物中的应用TILLING(Targeting induced local lesions in genomes,定向诱导基因组局部突变技术)是一种高通量的等位变异创制和突变体快速鉴定技术,其实质是将传统的化学诱变方法和突变的高效筛选有效结合的反向遗传学研究方法.其技术原理是将传统的酶切技术与PCR技术相结合后采用红外双色荧光系统进行结果鉴定,从而筛选出相应的突变体.传统的TILLING技术主要用于筛选由人工诱导产生的突变体.Ecotilling技术由TILLING技术延伸而来,主要用于鉴定自然界中已经存在的突变体,其与传统的TILLING技术的区别主要为构建DNA池时略有差异.随着该项技术在拟南芥等模式植物中的成功应用,越来越多的人开始将其用于基因组较大的植物之中.本文对近年来TILLING技术在麦类作物中的应用进行了分析,并通过比较不同植物突变体库中的突变频率发现,经EMS处理的小麦等麦类作物突变体库中的突变频率显著高于其他植物,因此相信,TILLING技术将会作为一种常规手段在麦类作物尤其是普通小麦改良中得到越来越广泛的应用.4 小麦抗赤霉病转基因研究目前报道的抗赤霉病转基因研究多集中在对一些病程相关蛋白的研究上。
如Chen等利用共转化技术将来源于水稻的类甜蛋白基因转入感赤霉病的小麦品种Bobwhite中,转基因植株的抗性鉴定结果表明,与非转基因植株相比,转基因植株可以延迟赤霉病的发生。
Anand等从受赤霉病菌侵染的苏麦3号cDNA文库中获得了编码葡聚糖酶、几丁质酶及类甜蛋白的基因,将这些基因转入到感病品种Bobwhite中,并对转基因植株进行了温室及大田的抗性鉴定。
在温室条件下,一个共表达几丁质酶及葡聚糖酶基因的株系可以延缓病菌侵染的扩散(Type II resistance),但在大田条件下,没发现转基因株系对病菌的最初侵染(Type I resistance)有明显作用。
小麦赤霉病生物防治研究进展小麦赤霉病是一种常见的小麦病害,为担子菌门小麦赤霉菌(Gibberella zeae)引起。
该病害在全球范围内广泛分布,严重危害小麦产量和品质。
目前,化学防治是小麦赤霉病的主要控制方式,但由于化学农药对环境和人体健康的潜在危害,人们对生物防治在小麦赤霉病防治中的应用越来越感兴趣。
本文将介绍小麦赤霉病生物防治的研究进展。
一、生物学防治菌剂的开发生物学防治菌剂是指利用微生物(包括细菌、真菌和放线菌等)来防治植物病害的一种方法。
在小麦赤霉病的生物防治研究中,人们通过筛选和鉴定具有抑菌活性的微生物菌株来开发防治菌剂。
目前,已经有多种具有抗小麦赤霉菌活性的微生物菌株被发现,如拟小单胞菌(Clonostachys rosea)、红孢链霉菌(Trichoderma spp.)等。
这些菌株具有较强的抑菌活性,能够抑制小麦赤霉菌的生长和产孢,从而减轻病害的发生和危害。
二、生物学防治的作用机制生物学防治菌剂通过多种途径抑制小麦赤霉菌的生长和产孢,从而实现防治效果。
竞争性作用是生物学防治的主要机制之一。
生物学防治菌剂与小麦赤霉菌在生境中竞争营养物质和空间资源,抑制其生长繁殖。
生物学防治菌剂还能分泌一些抑菌物质,如酶和抗生素等,通过杀死小麦赤霉菌或者抑制其生长来达到防治目的。
三、生物学防治在田间的应用为了更好地利用生物学防治阻止小麦赤霉病流行,人们进行了大量的田间试验。
这些试验主要包括生物学防治菌剂的施用时间、剂量、方式等方面的研究。
通过研究发现,生物学防治菌剂的施用可以显著降低小麦赤霉病的发生率和病害指数,提高小麦产量和品质。
由于生物学防治菌剂的生存能力和稳定性较差,田间应用仍然存在一定的技术难题,需要进一步研究和解决。
四、生物学防治与化学防治的配套应用生物学防治和化学防治具有互补性和协同效应。
生物学防治可以减少对化学农药的依赖,降低对环境的影响。
化学防治可以降低病害发生的风险,对防治效果起到强化作用。
小麦赤霉病生物防治研究进展小麦赤霉病是一种由赤黄镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的小麦病害,是全球范围内对小麦产量和质量造成重大影响的病害之一。
随着农药的大量使用,赤霉病的防治问题变得越来越突出。
为了找到一个有效的生物防治方法,科研人员进行了大量的研究。
研究人员发现一些对赤霉病有抵抗力的小麦品种,并进行了深入研究。
他们通过遗传分析和基因组学研究发现,一些小麦品种具有一些抗性相关基因,这些基因可以增加小麦对赤霉病菌的抵抗力。
这为进一步培育抗性小麦品种提供了理论基础。
研究人员研发了一些具有生物防治作用的微生物制剂。
通过筛选和鉴定,他们发现一些微生物可以产生抗菌物质,抑制赤霉病菌的生长和繁殖。
这些微生物包括一些细菌和真菌,例如拮抗细菌、枯草杆菌和木霉等。
利用这些微生物制剂进行田间试验,取得了一定的防治效果。
研究人员还发现一些天然产物具有抑制赤霉病菌的能力。
一些植物提取物和生物活性物质可以干扰菌丝的生长和孢子的萌发。
一些天然产物还可以激活小麦植株的抗病防御机制,增强其抵抗赤霉病的能力。
这些天然产物包括茶树油、辣椒素、茶多酚和噁唑酮等。
研究人员还将非生物因子与生物防治相结合,进行了一系列的研究。
他们发现一些非生物因子可以增强微生物对赤霉病菌的抑制作用。
一些辅酶Q10衍生物可以增强枯草杆菌对赤霉病菌的抑制作用,提高生物防治效果。
小麦赤霉病的生物防治研究取得了一些进展。
通过对抗性小麦品种、微生物制剂和天然产物的研究,科研人员发现了一些具有抗菌活性的物质,可以有效抑制赤霉病菌的生长和繁殖。
目前的研究还存在一些问题和挑战,例如如何提高生物防治效果、如何减少对环境的影响等。
需要进一步加强研究,寻找更有效的生物防治方法,为赤霉病的防治提供更好的选择。
小麦赤霉病防控技术研究进展作者:张华崇赵树琪闫振华黄晓莉戴宝生李蔚来源:《安徽农业科学》2021年第11期摘要赤霉病是小麦主要病害之一,对小麦生产和食品安全构成了严重威胁。
综述了小麦赤霉病防控技术的主要研究进展,包括选育抗病品种、化学防控技术和生物防治技术等,旨在为小麦赤霉病的防控提供依据。
关键词小麦;赤霉病;防控技术;进展中图分类号 S435.121.4+5 文献标识码 A文章编号 0517-6611(2021)11-0020-03doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.006开放科学(资源服务)标识码(OSID):Research Progress on the Prevention and Control Technologies of Wheat ScabZHANG Hua-chong,ZHAO Shu-qi,YAN Zhen-hua et al(Huanggang Academy of Agricultural Sciences,Huanggang,Hubei 438000)Abstract Wheat scab caused by Fusarium graminearum is one of the main diseases of wheat,which poses a serious threat to wheat production and food safety.Main research progresses on the prevention and control technologies on wheat scab were reviewed,including the selection of disease-resistant varieties,chemical control and biological control technologies,in order to provide the basis for the prevention and control of wheat scab.Key words Wheat;Scab;Prevention and control technology;Progress赤霉病(fusarium head blight,FHB)是小麦生产中主要的病害之一,对小麦的高产稳产有不利影响,且发病后产生的多种毒素可引起人畜食用后中毒,严重威胁食品安全[1]。
小麦赤霉病抗性基因研究进展农学11-2 代凯利20116115摘要:本文阐述了我国在小麦赤霉病抗性表现与鉴定方法、遗传机理,抗、感病基因的定位与分子标记等方面的最新研究进展,将有助于进一步提高小麦抗赤霉病育种的成效。
关键词:小麦赤霉病;遗传;基因定位;分子标记小麦赤霉病是由镰刀菌引起的真菌性病害,主要危害小麦穗部,温暖潮湿的环境条件有利于病害发生。
在东亚、南美及非洲南部地区危害比较严重。
近年来,赤霉病已经蔓延到北美洲及欧洲大部分地区,成为一种世界性的小麦病害。
在我国,长江中下游以及华南冬麦区和东北春麦区小麦赤霉病危害较重,每年受害面积约为720万hm2,产量损失可达10%~40%,近年来,在黄河流域及其他地区也有赤霉病发生,并且有逐渐加重的趋势。
赤霉病流行不仅造成减产,严重影响面粉质量,更为严重的是病粒中所含真菌毒素危害到动物及人类的健康,在50 mg/kg的浓度下,DON毒素就可以抑制人类T细胞80%的活性,它已危及人类食品的安全,因此,小麦赤霉病受到了广泛关注。
1赤霉病的抗性表现与鉴定方法赤霉病从小麦幼苗期就可发病。
根据为害时期和为害部位的不同,分有苗枯、基腐、穗枯、种子霉烂等症状,其中以穗枯危害最大。
小麦对赤霉病的抗性有两种机制——抗扩展和抗侵入。
抗扩展主要表现在病原菌侵入后在病穗上扩展的快慢和多少。
一般情况下,抗扩展在抗性表现中占多数,在有利于病害发生的条件下,抗侵入不很明显,抗侵入一般与穗部的表面结构和外部形态有关。
Miller等认为抗病品种存在能够阻止毒素DON合成或促使其降解的因素,提出小麦品种对霉病的三种抗性。
Mesterhazy认为抗、感品种中病粒率和产量损失程度存在差异,进一步将赤霉病抗性分为五类。
另外三种分别是:对毒素DON的抗性(类型3)、对病粒率FDK的抗性(类型4)和耐病性(类型5)。
抗侵染、抗扩展鉴定已被广泛应用,二者的遗传控制不同。
近年来,抗毒素DON积累得到各国研究者的普遍重视。
小麦赤霉病生物防治研究进展小麦赤霉病是一种由赤霉菌引起的小麦病害,严重影响小麦产量和品质。
传统的化学防治方法存在很多限制,如残留问题、环境污染和抗药性的产生。
开展小麦赤霉病的生物防治研究具有重要意义。
生物防治是利用其他生物或其代谢产物来控制病原微生物的方法。
在小麦赤霉病的生物防治研究中,有以下几个方面的进展。
研究人员从土壤中分离和筛选出对小麦赤霉病具有抑制作用的细菌和真菌。
这些有益微生物可以产生抗生物质,抑制赤霉菌的生长和孢子萌发。
研究发现一株土壤真菌能够产生一种抗生物质“脱氧小麦素”,对小麦赤霉菌有很强的抑制作用。
一些细菌菌株也被证明对小麦赤霉菌有一定的拮抗作用。
这些有益微生物的筛选和应用为小麦赤霉病的生物防治提供了重要的资源。
研究人员还发现一些植物提取物对小麦赤霉菌具有抑制作用。
这些植物提取物可以从植物的根、茎、叶等部位提取得到,具有广谱杀菌活性。
一种植物提取物“黄脸菜素”被证明对小麦赤霉菌有很强的抑制效果。
一些植物提取物还具有促进植物生长和提高植物抗病性的作用。
利用抗病基因工程技术培育抗小麦赤霉病的小麦品种也取得了一定的进展。
通过转基因技术,研究人员将特定的抗病基因导入小麦中,使小麦具有对赤霉菌的抵抗能力。
目前,已经研发出多个抗小麦赤霉病的转基因小麦品种。
研究人员还在探索其他生物防治方法,如利用嗜高温细菌对小麦赤霉病进行防治,以及利用寄生植物对赤霉菌进行生物防治等。
这些方法虽然处于研究阶段,但为小麦赤霉病的生物防治提供了新的思路和途径。
小麦赤霉病的生物防治研究取得了一定的进展,但仍然面临许多挑战。
今后的研究应进一步探索有益微生物的筛选和应用、开发新的植物提取物和寄生植物等生物防治方法,并加强对转基因小麦品种的评估和监管,以提高小麦赤霉病的生物防治效果。
小麦赤霉病生物防治研究进展小麦赤霉病是由赤霉菌(Fusarium graminearum)引起的一种重要的小麦病害,广泛分布于全球各地的小麦种植区域,对小麦生产造成了严重的危害。
赤霉病不仅影响小麦的产量和品质,还会产生致病毒素,对人畜造成危害,因此赤霉病的生物防治成为当前农业领域的研究热点之一。
本文将着重介绍小麦赤霉病生物防治的研究进展,包括利用植物抗性、生物防治剂等方法来控制小麦赤霉病的策略和技术。
一、植物抗性植物抗性是指植物对病原微生物的抵抗能力。
在小麦赤霉病的生物防治中,利用植物抗性是一个重要的策略。
研究人员通过基因定位和克隆等技术,发现了一系列小麦对赤霉菌的抗性基因,例如Fhb1、Fhb2等。
这些抗性基因的发现为培育抗赤霉病的小麦品种提供了重要的理论基础和遗传资源。
研究人员还利用转基因技术,将一些对赤霉菌具有抗性的基因导入到小麦中,以提高小麦对赤霉菌的抗性。
这些转基因小麦在实验室和田间试验中表现出了一定的抗病能力,为利用植物抗性来控制小麦赤霉病提供了新的途径。
二、生物防治剂生物防治剂是指利用某些微生物或其代谢产物来控制病原微生物的方法。
在小麦赤霉病的生物防治中,生物防治剂被认为是一种环保、高效的控制方法。
1. 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)枯草芽孢杆菌是一种常见的土壤细菌,具有对多种真菌和细菌的抑制作用。
研究人员发现,枯草芽孢杆菌可以产生一些抗生素和生物酶,对赤霉菌具有一定的抑制作用。
目前已经生产了一些枯草芽孢杆菌制剂,用于小麦赤霉病的防治,并在田间试验中表现出了一定的控制效果。
2. 赤霉菌拮抗细菌赤霉菌拮抗细菌是一类能够与赤霉菌竞争营养资源并产生抗生素的细菌。
研究人员从土壤和植物表面等环境中分离到了大量的赤霉菌拮抗细菌,并对其进行了进一步的鉴定和筛选。
一些优良的赤霉菌拮抗细菌已经被应用到小麦种植中,并取得了良好的防治效果。
3. 拮抗真菌除了细菌外,一些真菌也对赤霉菌具有一定的拮抗作用。