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84農(nóng)業(yè)網(wǎng) 時(shí)間:2018-03-15 作者:佚名 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理
在棉花主要害蟲(chóng)――棉鈴蟲(chóng)得到控制今天,黃萎病已成為影響棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的最主要障礙因素。從海島棉中分離克隆抗黃萎病基因,然后轉(zhuǎn)到陸地棉,培育抗病豐產(chǎn)品種,是解決棉花抗黃萎病的有效途徑。
黃萎病是棉花的最重要病害之一,有棉花的“癌癥”之稱,1935年傳入中國(guó)。自上世紀(jì)80年代末枯萎病得到控制后,黃萎病上升為棉花第一大病害,1993年全國(guó)大面積發(fā)生,此后連續(xù)多年嚴(yán)重發(fā)生,目前發(fā)病面積達(dá)到全國(guó)棉田面積的一半以上。黃萎病屬于土傳、維管束病害,化學(xué)防治難以奏效,培育抗病品種是防治該病的主要方法,但目前尚無(wú)高抗黃萎病棉花品種。黃萎病抗性鑒定證明,在三大栽培棉種(陸地棉、亞洲棉及海島棉)中,僅有海島棉高抗黃萎病,海島棉中應(yīng)具有抗黃萎病基因,但利用普通雜交育種手段難以獲得高抗黃萎病又高產(chǎn)的品種。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植病系齊俊生博士課題組,經(jīng)過(guò)10年艱苦努力,從海島棉中分離獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗黃萎病基因At7,通過(guò)轉(zhuǎn)基因研究,培育出了高抗黃萎病的株系。利用棉花黃萎病菌強(qiáng)致病力落葉型V991菌系的毒素誘導(dǎo)高抗黃萎病海島棉,然后用抑制性消減雜交(SuppressionSubtractiveHybridization,SSH)方法,獲得了10個(gè)差異片段,分別命名為At1和At10,其中的At7獲得了全長(zhǎng)cDNA。
對(duì)獲得的全長(zhǎng)cDNA,首先原核表達(dá),結(jié)果AT7蛋白對(duì)黃萎菌具有較強(qiáng)的抑制作用;然后分別轉(zhuǎn)化了煙草、擬南芥和棉花。轉(zhuǎn)基因煙草葉片對(duì)黃萎菌毒素具有很強(qiáng)的抗致萎能力,毒素處理后只是出現(xiàn)較小的壞死斑,而對(duì)照的整片葉片葉肉細(xì)胞受到不規(guī)則地破壞。由轉(zhuǎn)基因擬南芥的表型分析可知,At7在轉(zhuǎn)基因的后代中符合單基因顯性遺傳規(guī)律。
對(duì)轉(zhuǎn)At7基因獲得的陸地棉種子,在黃萎菌加強(qiáng)接種(接種量約為正常值的30倍以上,達(dá)到每克土含有30個(gè)孢子)條件下只篩選出11株表型無(wú)病植株。經(jīng)分子檢測(cè),其中9株為轉(zhuǎn)基因植株。用黃萎菌毒素(測(cè)定毒素蛋白含量為2.2μg/mL)浸泡檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植株葉片,這些葉片對(duì)黃萎菌毒素具有極強(qiáng)的耐受理力,抗萎蔫時(shí)間與對(duì)照相差5倍以上。
2005年9月11日,經(jīng)教育部組織的國(guó)內(nèi)植物病理、分子生物學(xué)及遺傳育種界的9名專家鑒定認(rèn)為:該項(xiàng)研究取得了突破性進(jìn)展,研究成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
2005年冬季,將9株轉(zhuǎn)基因抗黃萎病植株后代在海南繁殖加代、分單株收獲得到了轉(zhuǎn)基因第3代種子。2006年將轉(zhuǎn)基因第3代單株,在超強(qiáng)接種病圃(100×107)育苗后帶病土移栽至田間,種植株行。據(jù)發(fā)病高峰期調(diào)查,感病對(duì)照(CK)發(fā)病率達(dá)到99.10%,病指81.98,高抗株系與對(duì)照(CK)相比,差異達(dá)11倍之多:轉(zhuǎn)基因株行中有16個(gè)株行達(dá)到抗黃萎病水平,發(fā)病率變化在22.58%-55.81%之間,病指在7.26-19.08之間,其中1個(gè)株系達(dá)到高抗水平,病株率22.58%,病指7.26;同時(shí)抗及高抗黃萎病的株行表現(xiàn)出結(jié)鈴性好、鈴大等豐產(chǎn)特性。2006年8月26日,國(guó)家農(nóng)業(yè)部、中國(guó)棉花研究所等機(jī)構(gòu)的權(quán)威專家對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行了考察,認(rèn)為該項(xiàng)研究在攻克棉花“癌癥”方面取得了重大突破。目前,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利。
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