練云，李海朝，李金英，王金社，魏荷，雷晨芳，武永康，盧為國

大豆胞囊線蟲抗性位點和優(yōu)異等位變異在黃淮育成品種中的分布

練云，李海朝，李金英，王金社，魏荷，雷晨芳，武永康，盧為國

（河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所/國家大豆改良中心鄭州分中心/農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點實驗室，鄭州 450002）

【】大豆胞囊線蟲（soybean cyst nematode，SCN）病是一種重要的世界性大豆病害，種植抗病品種是防治SCN最經(jīng)濟有效的措施。黃淮地區(qū)SCN發(fā)生普遍，通過對該地區(qū)育成大豆品種中抗SCN的基因型分析，為指導(dǎo)抗病品種的合理有效利用提供依據(jù)。【】利用針對抗SCN主效位點和開發(fā)的4個KASP標(biāo)記，先對已知抗性表型的ZDD2315、中黃57、山西小黑豆等16份抗病材料和Willams、Lee等3份感病材料進行基因分型，驗證所選用KASP標(biāo)記的有效性；然后對黃淮海育成的豫豆系列、商豆系列、周豆系列等170份大豆品種進行基因型鑒定；選擇含有多個優(yōu)異等位變異的品種，通過溫室接種黃淮地區(qū)分布較廣的2號、4號、5號以及強致病力小種X12，對這些品種進一步進行表型抗性鑒定?！尽亢?CC)和(CC)優(yōu)異等位變異的品種分別有5份和6份，含(TT)和(CC)優(yōu)異等位變異的品種分別有6份和7份。同時含2個優(yōu)異等位變異的品種有6份，分別為：開豆4號、商豆1201、魯0305-2、漯4903、濰豆12和濰豆91861，占所檢測品種的3.53%。通過接種鑒定，發(fā)現(xiàn)這6個品種對2號、4號、X12號小種均表現(xiàn)不同程度的感病，而魯0305-2和濰豆91861對5號小種表現(xiàn)高抗（FI分別為（10.00±0.48）和（7.00±0.63）），商豆1201對5號小種表現(xiàn)抗?。‵I=（26.20±0.91）），開豆4號、漯4903和濰豆12 對5號小種表現(xiàn)感病或高感（FI分別為（35.00±2.48）、（64.80±3.91）和（58.20±2.19））?！尽奎S淮育成品種中，含或優(yōu)異等位變異的品種偏少，育種中應(yīng)注重優(yōu)異等位變異位點的引入，結(jié)合黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲發(fā)生情況，培育兼抗多個生理小種的大豆品種；這些KASP標(biāo)記可用于中國大豆資源表型鑒定、抗源的快速篩選。

大豆；大豆胞囊線蟲；優(yōu)異等位變異；黃淮；抗源篩選

0 引言

【研究意義】大豆胞囊線蟲（soybean cyst nematode，SCN）病是一種世界性大豆病害，給大豆生產(chǎn)造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失[1-2]。種植抗病品種是抵御SCN病最經(jīng)濟有效的措施。但是多年來有限抗源PI88788、Peking、PI437654的過度使用，加之SCN是混居群體，極易產(chǎn)生基因突變和重新組合，已經(jīng)導(dǎo)致越來越多的SCN個體克服有限抗病品種的抗性，致使部分大豆主產(chǎn)區(qū)優(yōu)勢生理小種毒性升級[3-4]，甚至有新生理小種出現(xiàn)[5]。因此，有必要明確大豆胞囊線蟲優(yōu)異等位變異在大豆主產(chǎn)區(qū)育成品種中的分布，以有效指導(dǎo)抗病品種的合理應(yīng)用；同時加速抗性資源篩選，挖掘新的抗病基因，以拓寬抗病品種的遺傳基礎(chǔ)，培育新的抗病品種。【前人研究進展】抗性資源的篩選及合理利用，可以加速抗病品種培育，但傳統(tǒng)的SCN抗性鑒定方法，在計數(shù)方法上經(jīng)過多次改進[6]，仍然耗時費力，因為鑒定一個品種抗性水平的依據(jù)就是寄生在根上的胞囊數(shù)目，而胞囊繁殖一代需要25—30 d，周期較長，且繁殖極易受環(huán)境溫度和濕度影響。因此，目前抗病資源篩選進展緩慢。2012—2015年調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在黃淮海地區(qū)采集的土樣約有70%感染了SCN，且與2001—2003調(diào)查研究相比[7]，大豆胞囊線蟲生理小種組成及分布均有一定的改變，優(yōu)勢生理小種由1號小種演變?yōu)?號小種[4]；此次調(diào)查還發(fā)現(xiàn)了新的生理小種X12[5]；據(jù)報道，美國密蘇里州2005年調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在采集的土樣中，約有50%的樣本感染了SCN[8]，而在2015—2016年的調(diào)查中，88%的樣本感染了SCN，且在最廣泛使用的2個抗源PI88788和Peking上能夠成功寄生的胞囊數(shù)目顯著增加[9]，以上研究結(jié)果表明，SCN分布范圍有擴大趨勢且致病性有增強趨勢。大豆胞囊線蟲的抗性是受多個位點控制的數(shù)量性狀且抗性位點之間相互作用，目前已鑒定出、、、等多個抗性位點[10-11]。其中，和是SCN病最重要的抗性位點，位于G連鎖群上，控制著大豆對多個SCN生理小種的抗性，該位點與抗病基因緊密連鎖，能夠解釋50%以上的SCN抗性變異[12-13]。位于A連鎖群上，對3號生理小種和14號生理小種有抗性作用[14-15]。位于位點的絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶基因和位于位點的氨基酸轉(zhuǎn)運體α-SNAP和參與植物對SCN產(chǎn)生抗性，但抗性機制不同[12,14,16]。20世紀(jì)90年代以來，不同學(xué)者研究、定位了SCN抗性相關(guān)QTL，這些QTL分布在除第2、7、12和13染色體之外的其他16條染色體上[10]。在抗大豆胞囊線蟲研究方面，已初步明確抗SCN的主效基因位點和的作用機理[14,16-18]，發(fā)現(xiàn)了微效基因[19]。大豆基因組測序的完成促進了抗病、耐逆分子標(biāo)記的鑒定。Kadama等[20]利用基因組信息發(fā)掘了和位點的SNP，并開發(fā)成KASP（Kompetitive Allele-Specific PCR）標(biāo)記。田宇等[21]針對與SCN3抗性顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點，開發(fā)了KASP標(biāo)記，該位點對抗病材料的選擇效率達到92%。史學(xué)暉等[22]針對位點開發(fā)了CAPS和dCAPS標(biāo)記，其中Rhg4-389鑒定的抗性等位變異對抗病種質(zhì)的選擇效率為97.1%?！颈狙芯壳腥朦c】黃淮地區(qū)是中國兩大大豆主產(chǎn)區(qū)之一，SCN發(fā)生普遍，但對該地區(qū)育成大豆品種中抗SCN的基因型分析尚未見報道，明確該地區(qū)育成大豆品種中所含的主要SCN抗性位點，用于有目的地指導(dǎo)大豆生產(chǎn)、減緩由SCN危害帶來的經(jīng)濟損失。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以黃淮地區(qū)育成的170份大豆品種為材料，研究大豆胞囊線蟲抗性位點和優(yōu)異等位變異在黃淮育成品種中的分布，并對含有多個優(yōu)異等位變異的品種進行表型抗性鑒定，為抗病品種在育種中的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

試驗于2018年3月—8月在河南農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所完成。

1.1 試驗材料

試驗材料共189份。源自河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所種質(zhì)庫的黃淮地區(qū)育成品種170份（電子附表1），其中，111份來自河南，13份來自北京，19份來自山東，6份來自江蘇，9份來自河北，3份來自山西，6份來自安徽，其他3份；Riggs鑒別模式和HG type鑒別寄主、興縣灰皮支（ZDD2315）、邯6192、滄豆6號、中黃57（ZDD24656）、PI567516C、科豐1號、山西小黑豆等已知抗性的優(yōu)異抗源16份；感病材料Willams82、Essex和Lee68共3份。SCN 2號、4號、5號和X12號小種由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所SCN生理小種庫保存。

1.2 大豆基因組DNA的提取及檢測

將參試品種每份播種4—6粒，在蛭石中培養(yǎng)，收集新鮮葉片。采用生工生物工程（上海）股份有限公司的植物基因組DNA快速抽提試劑盒，從大豆葉片中提取基因組DNA。用1%瓊脂糖凝膠電泳，確定DNA的完整性，用NanoDrop 2000超微量紫外分光光度計檢測DNA濃度，-20℃條件下保存DNA。

1.3 標(biāo)記的選擇與反應(yīng)程序

參照Kadama等[20]報道的KASP標(biāo)記，選擇其開發(fā)的位點的（特異性等位位點1：5′-TCTAATGCATTGGTTATAGCAACAACG-3′；特異性等位位點2：5′-TCTAATGCATTGGTTATAGCAAC AACC-3′；通用引物：5′-TGCTGGCATCTGCCAACTC TGTAAA-3′）和（特異性等位位點1：5′-GAA AGCCAAAGAACTTGAGGAGC-3′；特異性等位位點2：5′-GAAAGCCAAAGAACTTGAGGAGG-3′；通用引物：5′-CCAACCACCAGGAATATTAAAGGTACA AT-3′）；位點的（特異性等位位點1：5′-TCGTTGTGTGATTGTTTTGCAGGGA-3′；特異性等位位點2：5′-TCGTTGTGTGATTGTTTTGCAGGGT -3′；通用引物：5′-CAGAGATCACAGAGTTTCTCCA CCTT-3′）和（特異性等位位點1：5′-GAGGTG GCCGCCGGAGG-3′；特異性等位位點2：5′-GAGGTG GCCGCCGGAGC-3′；通用引物：5′-CGACCGCATC ATGGGGCTAGAT-3′）共4個標(biāo)記。PCR反應(yīng)體系按照KBiosciences（Herts，UK）（http://www.ksre.ksu.edu/ igenomics）操作說明進行。反應(yīng)程序為94℃ 15 min；94℃20 s，65℃—67℃60 s，10個循環(huán)，每循環(huán)降低0.8℃；94℃20 s，57℃60 s，23個循環(huán)。使用Roche LightCycler（LC）熒光閱讀儀讀取熒光信號，進行樣品SNP分型。

1.4 SCN抗性鑒定

不同生理小種的繁殖、接種方法及胞囊計數(shù)方法參考練云等[4]報道。簡述之，將Lee68播種在病土中并在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下繁殖，1株/杯，5個重復(fù)，約25 d后，采用淘洗-過篩法從根系中分離胞囊，并將胞囊接種至剛萌發(fā)出新根的待鑒定材料中，每杯按不同處理接種蟲卵（2 000蟲卵或6 000蟲卵），待胞囊處于顯囊盛期時，將植株拔出，利用河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆課題組自主研發(fā)的PDS軟件[9]，計數(shù)根部胞囊數(shù)目。

2 結(jié)果

2.1 Rhg1和Rhg4位點的優(yōu)異等位變異在已知抗性資源中的頻率分布

依據(jù)抗SCN的和位點開發(fā)的4個KASP標(biāo)記，選用16份已知的抗性資源和3份感病材料進行基因分型，以驗證開發(fā)位點的有效性。在抗病材料中，優(yōu)異等位變異在（CC）、（CC）的分布比例分別為87.5%和100%；在（TT）、（CC）的分布比例均是81.25%；在感病材料中，優(yōu)異等位變異在這4個位點中的分布比例均是0（圖1）；且2種純合基因型呈明顯的簇狀分離，此結(jié)果驗證了所選擇4個KASP的有效性，這些位點為功能性優(yōu)異等位變異，可以用作優(yōu)異等位變異在資源中分布檢測的依據(jù)。

2.2 Rhg1和Rhg4位點的優(yōu)異等位變異在黃淮育成品種中的頻率分析

鑒于所選用KASP的有效性，選取了黃淮地區(qū)170份育成品種，系統(tǒng)檢測了抗SCN的優(yōu)異等位變異在黃淮育成品種中的頻率分布。結(jié)果表明，功能標(biāo)記、、、的優(yōu)異等位變異在黃淮育成品種中的分布頻率分別為2.94%（5份）、3.53%（6份）、3.53%（6份）和4.12%（7份）（圖1），鑒定出同時攜帶2個或2個以上優(yōu)異等位變異的種質(zhì)6份，占受檢測品種的3.53%。說明在黃淮地區(qū)育成的大豆品種中，引入SCN優(yōu)異等位變異的品種偏少。

圖1 抗SCN優(yōu)異等位變異在待檢測品種中的分布

2.3 含優(yōu)異等位變異種質(zhì)的抗性評價

根據(jù)基因分型結(jié)果，選擇攜帶優(yōu)異等位變異的開豆4號、商豆1201、魯0305-2、漯4903、濰豆12和濰豆91861，其中，漯4903含的2個優(yōu)異等位變異，另外5個品種含和2個位點的4個優(yōu)異等位變異。利用黃淮地區(qū)常見的2號、4號、5號和新發(fā)現(xiàn)的具有較強侵染力的X12號小種，進行SCN抗性鑒定。在接種2 000個蟲卵/杯的濃度結(jié)合接種不同的生理小種，Lee68根系上的平均胞囊數(shù)目均大于100個。這6個品種對2號小種均表現(xiàn)高感，對4號小種有1個表現(xiàn)感病、5個表現(xiàn)高感，對5號小種有2個表現(xiàn)感病，1個表現(xiàn)抗?。ㄉ潭?201，F(xiàn)I=23.52），2個表現(xiàn)高抗（魯0305-2，F(xiàn)I=8.98和濰豆91861，F(xiàn)I= 6.28），對X12有2個表現(xiàn)感病，4個表現(xiàn)高感（表1）。綜合以上結(jié)果，借助KASP標(biāo)記分型輔助分析，在參與鑒定的6份材料中，快速篩選到了3份抗5號小種的資源。其中，商豆1201表現(xiàn)抗病，魯0305-2和濰豆91861表現(xiàn)高抗。

表1 攜帶優(yōu)異等位變異的種質(zhì)對不同SCN生理小種的抗性鑒定（接種2 000蟲卵/杯）

FI：胞囊指數(shù)Female index。下同The same as below

通過提高接種濃度進一步進行抗性鑒定，在2次接種蟲卵濃度均提升至6 000蟲卵/杯的情況下，濰豆91861對5號小種均表現(xiàn)為中抗（FI=22.29和FI=18.09），商豆1201（FI=59.13）和魯0305-2（FI=37.04）表現(xiàn)為感?。ū?）。這三個品種的抗性受接種濃度影響，當(dāng)接種濃度由2 000蟲卵/杯提升到6 000蟲卵/杯時，商豆1201由抗病表型轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁”硇?；?305-2由高抗表型轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁”硇?；濰豆91861由高抗表型轉(zhuǎn)變?yōu)橹锌贡硇汀?/p>

表2 接種高濃度SCN蟲卵的抗性鑒定（接種6 000蟲卵/杯）

試驗結(jié)果表明，用2號小種接種中黃57，當(dāng)接種濃度為2 000蟲卵/杯或6 000蟲卵/杯，抗性表型均表現(xiàn)高抗；用4號小種接種中黃57，當(dāng)接種濃度為2 000蟲卵/杯時，抗性表型表現(xiàn)為抗病，當(dāng)接種濃度提升至6 000蟲卵/杯時，抗性表型表現(xiàn)為高感（表3）。

表3 中黃57接種不同濃度蟲卵和不同生理小種的抗性鑒定

3 討論

大豆的抗病性是與大豆產(chǎn)量、品質(zhì)相關(guān)的重要性狀，加速抗性資源篩選可為加速抗病品種培育提供材料支撐。目前，對大豆種質(zhì)進行傳統(tǒng)的SCN抗性鑒定，主要依靠田間表型鑒定或室內(nèi)表型鑒定，但該鑒定易受環(huán)境影響、且費時費力，鑒定的準(zhǔn)確性和時效性也較難保證。與傳統(tǒng)抗性鑒定方法相比，分子標(biāo)記技術(shù)具有周期短、可進行高通量分析、不受環(huán)境條件影響等優(yōu)點，該技術(shù)已經(jīng)在大豆、水稻、小麥、玉米、馬鈴薯等[23-27]抗性資源篩選及品種鑒定方面得到了一定范圍的應(yīng)用。目前，已有關(guān)于利用SSR標(biāo)記鑒定的報道，比如Satt309標(biāo)記已被應(yīng)用于育種程序[28-29]。然而，Satt309標(biāo)記僅能檢測到含3個拷貝的。在已有的分子標(biāo)記技術(shù)中，SNP較其他遺傳標(biāo)記相比，SNP技術(shù)分析系統(tǒng)具有自動化程度高、通量大、速度快、適合大規(guī)模操作的特點，已有利用SNP標(biāo)記鑒定和的報道[30-32]。

而近幾年發(fā)展起來的新一代KASP技術(shù)，具有高通量、低錯誤率和成本低廉的特點，為加速優(yōu)異種質(zhì)資源篩選，提高種質(zhì)利用效率創(chuàng)造了條件。本研究用到的4個KASP標(biāo)記是利用SoySNP50K iSelect BeadChip對19 652份大豆種質(zhì)（來自USDA種質(zhì)庫）進行基因分型[33]，結(jié)合對大豆胞囊線蟲和位點進行遺傳多樣性評價而開發(fā)的多態(tài)性SNP分子標(biāo)記。利用這些標(biāo)記在95份大豆種質(zhì)和3個重組自交系群體進行基因型鑒定，結(jié)果表明，來自位點的2個標(biāo)記（和）可以區(qū)分多拷貝型（PI88788-type）、低拷貝型（Peking-type）和單拷貝型（Williams 82）3種拷貝數(shù)的變異；來自位點的標(biāo)記能夠檢測到Peking-type 的抗病基因型[20]。在大豆更多研究方面：2018年，葉俊華等[19]利用KASP技術(shù)對中國引進的1 489份大豆種質(zhì)的多個性狀（包括大豆胞囊線蟲病、大豆花葉病毒病、耐鹽性等）進行了基因型鑒定，發(fā)現(xiàn)攜帶2個或2個以上優(yōu)異等位變異的種質(zhì)有36份，標(biāo)記的有效性在所用已知抗源中得到了驗證，但該研究未對新發(fā)現(xiàn)的抗源做進一步的抗性鑒定；田宇等[21]利用抗大豆胞囊線蟲SCN3-11位點開發(fā)的KASP標(biāo)記GmSNAP11-5149，鑒定了來自8個國家的202份大豆資源；Patil等[23]建立了基于耐鹽基因GmCHX1的高通量SNP marker，并開發(fā)了與該基因結(jié)構(gòu)變異相關(guān)的6個KASP標(biāo)記，對耐鹽性狀的表型鑒定效率達91%。

目前未見對田間蟲卵濃度進行調(diào)查的報道，但在實際生產(chǎn)中，田間蟲卵密度達不到室內(nèi)試驗接種濃度，理由：一是在前期的取樣調(diào)查中，約有2/3的地塊感染了SCN病，但是沒有繁殖到足夠用于對病土進行生理小種鑒定的胞囊；二是依據(jù)經(jīng)驗，即便是接種2 000蟲卵/杯，也已超過田間實際的蟲卵濃度。所以，推測本次用于鑒定的商豆1201和魯0305-2是抗病品種。前期研究數(shù)據(jù)也表明，有些品種的抗性不受接種濃度的影響，比如中黃57對2號小種：在接種濃度2 000蟲卵/杯或6 000蟲卵/杯情況下，胞囊指數(shù)均小于10，表現(xiàn)高抗（表3），興縣灰皮支（ZDD2315）也穩(wěn)定高抗1—6號小種[5]；還有一些品種的抗性表型受接種濃度的影響，比如中黃57對4號小種：在接種濃度為2 000蟲卵/杯情況下，胞囊指數(shù)為12.16，表現(xiàn)抗病，但是當(dāng)接種濃度提升至6 000蟲卵/杯情況下，胞囊指數(shù)大于60，對4號小種表現(xiàn)為高感（表3）。目前抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)一般是依據(jù)對照品種Lee68上的胞囊數(shù)目≥30個/株，即認為本次試驗結(jié)果有效，但在實際應(yīng)用中，部分種質(zhì)的抗性水平確實受接種濃度影響[34]，因此，抗性鑒定依據(jù)有待進一步探討。考慮到田間感染SCN地塊的實際蟲卵濃度達不到2 000蟲卵/杯這樣的接種濃度，因此建議接種2 000—2 500蟲卵/杯，且Lee68上的胞囊數(shù)目≥30個/株，暫可作為鑒定抗性依據(jù)。根據(jù)這個標(biāo)記，本試驗所用材料已驗證表型的共有25份，其中22份標(biāo)記基因型跟表型結(jié)果一致，正確率達到88.0%。

從對黃淮地區(qū)育成品種的鑒定結(jié)果看，黃海地區(qū)育成品種中，含有大豆胞囊線蟲優(yōu)異等位變異的品種偏少，常年種植感病品種導(dǎo)致不僅影響大豆產(chǎn)量，而且SCN群體內(nèi)異交機率增加，這可能是導(dǎo)致優(yōu)勢生理小種發(fā)生變化及新生理小種出現(xiàn)的一個潛在原因。鑒于SCN生理小種毒性在黃淮地區(qū)有增加趨勢，5號小種是僅次于2號小種的優(yōu)勢生理小種，建議在抗SCN育種中，利用篩選出來的抗源，通過基因聚合培育兼抗2號和5號小種的大豆品種。

4 結(jié)論

黃淮育成品種中含或優(yōu)異等位變異的品種偏少，應(yīng)加大抗病品種培育力度。利用文中的KASP標(biāo)記可以進行大豆胞囊線蟲抗性資源的快速篩選，提升抗性資源篩選效率。

[1] WRATHER J A, KOENNING S R. Estimates of disease effects on soybean yields in the United States 2003 to 2005.,2006, 38: 173-180.

[2] NIBLACK T L, TYLKA G L, RIGGS R D. Nematode pathogens of soybean.//Wilcox J R.. Madison, WI, USA: American society of agronomy, crop science society of America, and soil science society of America, 2004: 821-851.

[3] MITCHUM M G. Soybean resistance to the soybean cyst nematode: An update., 2016, 106(12): 1444-1450.

[4] 練云, 王金社, 李海朝, 魏荷, 李金英, 武永康, 雷晨芳, 張輝, 王樹峰, 郭建秋, 李月霞, 李志輝, 靳巧玲, 徐淑霞, 張志民, 楊彩云, 于會勇, 耿臻, 舒文濤, 盧為國. 黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布調(diào)查. 作物學(xué)報, 2016, 42(10): 1479-1486.

LIAN Y, WANG J S, LI H C, WEI H, LI J Y, WU Y K, LEI C F, ZHANG H, WANG S F, GUO J Q, LI Y X, LI Z H, JIN Q L, XU S X, ZHANG Z M, YANG C Y, YU H Y, GENG Z, SHU W T, LU W G. Race distribution of soybean cyst nematode in the main soybean producing area of Huang-Huai Rivers Valley., 2016, 42(10): 1479-1486. (in Chinese)

[5] LIAN Y, GUO J Q, LI H C, WU Y K, WEI H, WANG J S, LI J Y, LU W G. A new race (X12) of soybean cyst nematode in China.,2017, 49(3): 321-326.

[6] 王金社, 盧為國, 李金英, 練云, 魏荷, 李海朝, 雷晨芳. 植物病蟲害表型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng): 中國, 2014SR060158, 2014-5-14.

WANG J S, LU W G, LI J Y, LIAN Y, WEI H, LI H C, LEI C F. The data acquisition system on the phenotype of plant diseases and insect pests: China, 2014SR060158, 2014-5-14 (in Chinese)

[7] 盧為國, 蓋鈞鎰, 李衛(wèi)東. 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲(Ichinohe)生理小種的抽樣調(diào)查與研究. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 39(2): 306-312.

LU W G, GAI J Y, LI W D. Sampling survey and identi?cation of races of soybean cyst nematode () in Huang-Huai Valleys., 2006, 39(2): 306-312. (in Chinese)

[8] MITCHUM M G, WRATHER J A, HEINZ R D, SHANNON J G, DANEKAS G. Variability in distribution and virulence phenotypes ofin Missouri during 2005., 2007, 91: 1473-1476.

[9] HOWLAND A, MONNIG N, MATHESIUS J, NATHAN M, MITCHUM M G. Survey ofpopulation densities and virulence phenotypes during 2015-2016 in Missouri., 2018, 102(12): 2407-2410.

[10] KIM K S, VOUNG T D, QIU D, ROBBINS R T, SHANNON J G, LI Z L, NGUYEN H T. Advancements in breeding, genetics, and genomics for resistance to three nematode species in soybean., 2016, 129: 2295-2311.

[11] RUBEN E, JAMAI A, AFZAL J, NJITI V N, TRIWITAYAKORN K, LGBAL M J, YAEQASHI S, BASHIR R, KAZI S, ARELLI P, TOWN C D, ISHIHARA H, MEKSEM K, LIGHTFOOT D A. Genomic analysis of the rhg1 locus: Candidate genes that underlie soybean resistance to the cyst nematode., 2006, 276(6): 503-516．

[12] LEE T G, KUMAR I, DIERS B W, HUDSON M E. Evolution and selection of, a copy-number variant nematode-resistance locus., 2015, 24: 1774-1791.

[13] AFZAL A J, NATARAJAN A, SAINI N, IQBAL M J, GEISLER M, EI SHEMY H A, MUNGUR R, WILLMITZER L, LIGHTFOOT D A. The nematode resistance allele at the rhg1 locus alters the proteome and primary metabolism of soybean roots., 2009, 151(3): 1264-1280．

[14] LIU S M, KANDOTH P K, WARREN S D, YECKEL G, HEINZ R, ALDEN J, YANG C, JAMAI A, EI-MELLOUKI T, JUVALE P S, HILL J, BAUM T J, CIANZIO S, WHITHAM S A, KORKIN D, MITCHUM M G, MEKSEM K. A soybean cyst nematode resistance gene points to a new mechanism of plant resistance to pathogens., 2012, 492: 256-260.

[15] CONCIBIDO V C, LANGE D A, DENNY R L, Genome mapping of soybean cyst nematode resistance genes in ‘Peking’, PI 90763 and PI 88788 using DNA markers., 1997, 37: 258-264．

[16] COOK D E, LEE T G, GUO X, MELITO S, WANG K, BAYLESS A M, WANG J, HUGHES T J, WILLIS D K, CLEMENTE T E, DIERS B W, JIANG J, HUDSON M E, BENT A F. Copy number variation of multiple genes atmediates nematode resistance in soybean., 2012, 338(6111): 1206-1209.

[17] LIU S, KANDOTH P K, LAKHSSASSI N, KANG J, COLANTONIO V, HEINZ R, YECKEL G, ZHOU Z, BEKAL S, DAPPRICH J, ROTTER B, CIANZIO S, MITCHUM M G, MEKSEM K. The soybeangene underlies two types of resistance to soybean cyst nematode.2017, 8: 14822.

[18] KANDOTH P K, LIU S, PRENGER E, LUDWIG A, LAKHSSASSI N, HEINZ R, ZHOU Z, HOWLAND A, GUNTHER J, EIDSON S, DHROSO A, LAFAYETTE P, TUCKER D, JOHNSON S, ANDERSON J, ALASWAD A, CIANZIO S R, PARROTT W A, KORKIN D, MEKSEM K, MITCHUM M G. Systematic mutagenesis of serinereveals an essential role in nematoderesistance., 2017, 175(3): 1370-1380.

[19] 葉俊華, 楊啟臺, 劉章雄, 郭勇, 李英慧, 關(guān)榮霞, 邱麗娟. 大豆引進種質(zhì)抗胞囊線蟲病、抗花葉病毒病和耐鹽基因型鑒定及優(yōu)異等位基因聚合種質(zhì)篩選. 作物學(xué)報, 2018, 44(9): 1263-1273.

YE J H, YANG Q T, LIU Z X, GUO Y, LI Y H, GUAN R X, QIU L J. Genotyping of SCN, SMV resistance, salinity tolerance and screening of pyramiding favorable alleles in introduced soybean accessions., 2018, 44(9): 1263-1273. (in Chinese)

[20] KADAMA S, VUONGA T D, QIUA D, MEINHARDTA C G, SONG L, DESHMUKHA R, PATILA G, WAN J R, VALLIYODANA B, SCABOOA A M, SHANNONB J G, NGUYEN H T. Genomic- assisted phylogenetic analysis and marker development for next generation soybean cyst nematode resistance breeding., 2016, 242: 342-350.

[21] 田宇, 楊蕾, 李英慧, 邱麗娟. 抗大豆胞囊線蟲SCN3-11位點的KASP標(biāo)記開發(fā)和利用. 作物學(xué)報, 2018, 44(11): 1600-1611.

TIAN Y, YANG L, LI Y H, QIU L J. Development and utilization of KASP marker for SCN3-11 locus resistant to soybean cyst nematode., 2018, 44(11): 1600-1611. (in Chinese)

[22] 史學(xué)暉, 李英慧, 于佰雙, 郭勇, 王家軍, 邱麗娟. 大豆胞囊線蟲主效抗病基因()的CAPS/dCAPS標(biāo)記開發(fā)和利用. 作物學(xué)報, 2015, 41(10): 1463-1471.

SHI X H, LI Y H, YU B S, GUO Y, WANG J J, QIU L J. Development and utilization of CAPS/dCAPS markers based on the SNPs lying in soybean cyst nematode resistant genes., 2015, 41(10): 1463-1471. (in Chinese)

[23] PATIL G, DO T, VUONG T D, VALLIYODAN B, LEE J D, CHAUDHARY J, SHANNON J G, NGUYEN H T. Genomic-assistedhaplotypeanalysis and the development of high-throughputSNPmarkers for salinitytolerance in soybean.2016, 6: 19199.

[24] STEELE K A, QUINTON-TULLOCH M J, AMGAI R B, DHAKAL R, KHATIWADA S P, VYAS D, HEINE M, WITCOMBE J R. Accelerating public sector rice breeding with high-density KASP markers derived from whole genome sequencing ofrice., 2018, 38(4): 38.

[25] UR REHMAN S, WANG J, CHANG X, ZHANG X, MAO X, JING R. A wheat protein kinase geneassociated with yield contributing traits., 2019, 132(4): 907-919.

[26] ERTIRO B T, OGUGO V, WORKU M, DAS B, OLSEN M, LABUSCHAGNE M, SEMAGN K. Comparison of Kompetitive Allele Specific PCR (KASP) and genotyping by sequencing (GBS) for quality control analysis in maize., 2015, 16: 908.

[27] 劉勛, 鄭克邪, 張嬌, 徐茜, 張蜀敏, 趙勇, 沈昱辰, 謝德斌, 唐道彬, 呂長文, 張凱, 任茂智, 王季春. 馬鈴薯晚疫病抗性基因分子標(biāo)記檢測及抗性評價. 植物遺傳資源學(xué)報, 2019, 20(3): 538-549.

LIU X, ZHENG K Y, ZHANG J, XU Q, ZHANG S M, ZHAO Y, SHEN Y C, XIE D B, TANG D B, Lü C W, ZHANG K, REN M Z, WANG J C. Molecular marker screening of resistant genes and evaluation of resistance to late blight from 218 potato genotypes., 2019, 20(3): 538-549. (in Chinese)

[28] CREGAN P, MUDGE J, FICKUS E, DANESH D, DENNY R, YOUNG N. Two simple sequence repeat markers to select for soybean cyst nematode resistance coditioned by thelocus., 1999, 99: 811-818.

[29] SILVA M F D, SCHUSTER I, SILVA J F V D, FERREIRA A, BARROS E G D, MOREIRA M A. Validation of microsatellite markers for assisted selection of soybean resistance to cyst nematode races 3 and 14., 2007, 42: 1143-1150.

[30] YUAN C P, LI Y H, LIU Z X, GUAN R X, CHANG R Z, QIU L J. DNA sequence polymorphism of thecandidate gene conferring resistance to soybean cyst nematode in Chinese domesticated and wild soybeans., 2012, 30: 1155-1162.

[31] BAO Y, VUONG T, MEINHARDT C, TIFFIN P, DENNY R, CHEN S, NGUYEN H T, ORF J H, YOUNG N D. Potential of association mapping and genomic selection to explore PI88788 derived soybean cyst nematode resistance,, 2014, 7: 1-13.

[32] SHI Z, LIU S, NOE J, ARELLI P, MEKSEM K, LI Z. SNP identification and marker assay development for high-throughput selection of soybean cyst nematode resistance., 2015, 16: 314

[33] SONG Q, HYTEN D L, JIA G, QUIGLEY C V, FICKUKS E W, NELSON R L, CREGAN P B. Development and evaluation of SoySNP50K, a high-density genotyping array for soybean., 2013, 8(1): e54985.

[34] 練云, 魏荷, 王金社, 雷晨芳, 李海朝, 武永康, 盧為國. 影響大豆胞囊線蟲生理小種鑒定因素探討. 分子植物育種, 2015, 13(6): 1259-1264.

LIAN Y, WEI H, WANG J S, LEI C F, LI H C, WU Y K, LU W G. A Study on the factors that influence the race-identification of soybean cyst nematode., 2015,13(6): 1259-1264. (in Chinese)

Distribution of soybean cyst nematode resistance Alleleand

LIAN Yun, LI HaiChao, LI JinYing, WANG JinShe, WEI He, LEI ChenFang, WU YongKang, LU WeiGuo

(Institute of Industrial Crops, Henan Academy of Agricultural Sciences/Zhengzhou Subcenter of National Soybean Improvement Center/Key Laboratory of Oil Crops in Huanghuaihai Plains of Ministry of Agriculture, Zhengzhou 450002)

【】The disease caused by soybean cyst nematode (SCN,) is an important worldwide soybean disease. Planting SCN-resistant cultivars has formed the primary basis for controlling SCN. SCN spread widely and infect heavily in the Huang-Huai Valleys almost wherever soybean is grown. This study genotyped the SCN resistance alleles distributed in Huang-Huai soybean varieties and the results will provide scientific basis for guiding the rational and effective utilization of resistant varieties. 【】In this study, four KASP developed fromandloci were selected. The validity of selected KASP marker were verified by genotyping 16 known resistant varieties such as ZDD2315, Zhonghuang 57 and ShanxiXiaoheidou together with 3 known susceptible varieties such as Willams and Lee. Then, 170 soybean varieties cultivated from Huang-Huai Valleys, such as Yudou series, Shangdou series and Zhoudou series were genotyped. The resistance level of the varieties harboring more than two resistance alleles were tested by inoculating race 2, race 4, race 5 and new race X12 in greenhouse, respectively. These races are distributed widely Huang Huai Valley. 【】There were 5 and 6 varieties harboring(CC) and(CC)resistance alleles, respectively. There were 6 and 7 varieties harboring(TT) and(CC)resistance alleles, respectively. There were 6 varieties names Kaidou 4, Shangdou 1201, Lu 0305-2, Luo 4903, Weidou12 and Weidou 91861 which harboring 2 or more resistance alleles and accounted 3.53% in tested varieties. By inoculation, the 6 varieties showed different sensitive degree to race 2, race 4 or race X12. Lu 0305-2 and Weidou 91861 showed high resistance to race 5 with FI (10.00 ± 0.48)and (7.00 ± 0.63), respectively. Shangdou 1201 showed resistance to race 5 with FI (26.20 ± 0.91). Kaidou 4, Luo 4903 and Weidou12 showed sensitive or high sensitive to race 5 with FI (35.00 ± 2.48), (64.80 ± 3.91) and (58.20 ± 2.19), respectively. 【】The results showed that SCN-resistant alleles inorwere rare in the released Huang Huai Valleys varieties. More attention should be paid to introduce SCN-resistant alleles in cultivating varieties. Combined with the dominant race of SCN distributed in Huang Huai Valley, the varieties that resistant to multiple races should be given priority in breeding. The four KASP used in this study could be used to phenotype and screen the resistant sources.

soybean; soybean cyst nematode; resistance alleles; Huang-Huai Valleys; screen resistant sources

2019-01-16；

2019-04-30

國家重點研發(fā)計劃（2018YFD0201000）、國家重點研發(fā)計劃子課題（2016YFD0100201-20）、中原千人計劃-中原科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（194200510003）

練云，E-mail：lianyun262@126.com。

盧為國，E-mail：123bean@163.com

（責(zé)任編輯 李莉）