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棉花抗黄萎病研究取得了重大突破

发布时间:2008-12-12  来源:
摘要:在棉花主要害虫――棉铃虫得到控制今天,黄萎病已成为影响棉花产量和品质的最主要障碍因素。从海岛棉中分离克隆抗黄萎病基因,然后转到陆地棉,培育抗病丰产品种,是解决棉花抗黄萎病的有效途径。 黄萎病是棉花的最重要病害之一,有棉花的“癌症”之称,1935年传入中国
    在棉花主要害虫――棉铃虫得到控制今天,黄萎病已成为影响棉花产量和品质的最主要障碍因素。从海岛棉中分离克隆抗黄萎病基因,然后转到陆地棉,培育抗病丰产品种,是解决棉花抗黄萎病的有效途径。 

  黄萎病是棉花的最重要病害之一,有棉花的“癌症”之称,1935年传入中国。自上世纪80年代末枯萎病得到控制后,黄萎病上升为棉花第一大病害,1993年全国大面积发生,此后连续多年严重发生,目前发病面积达到全国棉田面积的一半以上。黄萎病属于土传、维管束病害,化学防治难以奏效,培育抗病品种是防治该病的主要方法,但目前尚无高抗黄萎病棉花品种。黄萎病抗性鉴定证明,在三大栽培棉种(陆地棉、亚洲棉及海岛棉)中,仅有海岛棉高抗黄萎病,海岛棉中应具有抗黄萎病基因,但利用普通杂交育种手段难以获得高抗黄萎病又高产的品种。 

  中国小鱼儿玄机2站大学植病系齐俊生博士课题组,经过10年艰苦努力,从海岛棉中分离获得了具有自主知识产权的抗黄萎病基因At7,通过转基因研究,培育出了高抗黄萎病的株系。利用棉花黄萎病菌强致病力落叶型V991菌系的毒素诱导高抗黄萎病海岛棉,然后用抑制性消减杂交(SuppressionSubtractiveHybridization,SSH)方法,获得了10个差异片段,分别命名为At1和At10,其中的At7获得了全长cDNA。 

  对获得的全长cDNA,首先原核表达,结果AT7蛋白对黄萎菌具有较强的抑制作用;然后分别转化了烟草、拟南芥和棉花。转基因烟草叶片对黄萎菌毒素具有很强的抗致萎能力,毒素处理后只是出现较小的坏死斑,而对照的整片叶片叶肉细胞受到不规则地破坏。由转基因拟南芥的表型分析可知,At7在转基因的后代中符合单基因显性遗传规律。 

  对转At7基因获得的陆地棉种子,在黄萎菌加强接种(接种量约为正常值的30倍以上,达到每克土含有30个孢子)条件下只筛选出11株表型无病植株。经分子检测,其中9株为转基因植株。用黄萎菌毒素(测定毒素蛋白含量为2.2μg/mL)浸泡检测转基因植株叶片,这些叶片对黄萎菌毒素具有极强的耐受理力,抗萎蔫时间与对照相差5倍以上。 

  2005年9月11日,经教育部组织的国内植物病理、分子生物学及遗传育种界的9名专家鉴定认为:该项研究取得了突破性进展,研究成果达到国际领先水平。 

  2005年冬季,将9株转基因抗黄萎病植株后代在海南繁殖加代、分单株收获得到了转基因第3代种子。2006年将转基因第3代单株,在超强接种病圃(100×107)育苗后带病土移栽至田间,小鱼儿心水主论坛株行。据发病高峰期调查,感病对照(CK)发病率达到99.10%,病指81.98,高抗株系与对照(CK)相比,差异达11倍之多:转基因株行中有16个株行达到抗黄萎病水平,发病率变化在22.58%-55.81%之间,病指在7.26-19.08之间,其中1个株系达到高抗水平,病株率22.58%,病指7.26;同时抗及高抗黄萎病的株行表现出结铃性好、铃大等丰产特性。2006年8月26日,国家小鱼儿玄机2站部、中国棉花研究所等机构的权威专家对项目的实施进行了考察,认为该项研究在攻克棉花“癌症”方面取得了重大突破。目前,这项小鱼儿心水论坛已经获得了具有自主知识产权的专利。 

 
 
打印 责任编辑:农林

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