大豆对斜纹夜蛾抗生性的QTL定位
毕业论文关键词：大豆；抗虫；斜纹夜蛾；
QTLQTLMapping of soybean resistance to cotton worm
Abstract：Soybean is an important crop of human beings. Cotton worm is the main soybean herbivorouspest in Nanjing. Long-term use of chemical insecticide caused the serious environmental pollution, humanbeings cultivated resistant varieties to achieve the purpose of reducing losses. In this study, the recombinantinbred line population NJRILY was used as the material from the cross of Lamar × Nannong 1138-2,larval weight of Spodoptera litura used as identification index, and the QTLs of soybean resistance toinsect were mapped by software QTL Cartographer. Three and two QTLs were mapped respectively for thesixth and ninth day's larva weight. A QTL located on chromosome 7, the LOD was 6.4, and the positionswere 52.3 cM, explained 7.6% of the total variation of the sixth day's larva weight; the QTL was detectedagain by using the ninth day's larva weight, the LOD value was 10.5, the positions were 49.2cM, r2was12.5%. The QTL is a major QTL.Key words: Soybean; insect resistance; cotton worm; QTL
目 录
摘要1
关键词1
Abstract…1
Key words1
引言…1
1 材料与方法…2
1.1 材料 …2
1.2 试验方法 …3
1.2.1 大豆材料的种植及采集3
1.2.2 大豆对斜纹夜蛾的抗生性鉴定…3
1.2.3 数据处理与分析…3
1.2.4 QTL 定位方法…3
2 结果与分析…3
2.1 斜纹夜蛾幼虫重的表型分析3
2 . 2 大豆抗虫 Q T L 定位…5
3 讨论7
致谢…7
参考文献8
大豆的原产地为中国，在古代被称为“菽”，是重要的农业经济作物之一，在世界各地都有着悠久的种植历史，每年产量巨大，为人类提供了重要的蛋白质和油分来源。但自古以来大豆的各种病虫害危害都一直是困扰人们的严重问题，人们长期以来都在与病虫害做着艰苦斗争。斜纹夜蛾，又俗称夜盗虫，是一种取食寄主范围广和暴食性强的食叶性害虫，主要取食大豆的叶片和幼嫩外荚，低龄幼虫取食叶片后仅留下小孔状，而被高龄幼虫取食后的叶片仅剩下叶柄， 造成大豆产量减少， 是一类杂食性和暴食性害虫，是危害大豆的重要害虫之一[1]。崔章林、盖钧镒等 1983-1994 年研究发现，斜纹夜蛾、豆卷叶螟和大造桥虫是危害南京地区大豆的最重要虫种，其中斜纹夜蛾更是 1994 年该地区危害第一位的食叶性害虫，比例达到 54.8%[2]。每年因为斜纹夜蛾而造成产量严重下降，害虫不但会对作物的外观形态造成损害，而且会影响作物的产量和品质性状，造成巨大的经济损失。所以对于斜纹夜蛾的防治一直都是农业上非常重视的问题。长期以来，人们主要采取化学防治的方法来消灭害虫，但此方法不仅会使害虫对化学试剂的抗性增强，减少了化学防治的治理效果，还会对环境造成巨大的污染，破坏了生态环境的健康[3]。另外农药的使用还会对害虫天敌造成危害，对于生态环境造成严重污染[4]。同时过多农药的使用还会造成农药在农作物上的残留，对于食用大豆的人类也是一种不可忽视的健康威胁。由此可见，大量长期使用化学试剂进行化学防治的方法是不可取的，人们必须找到和使用更加健康环保的方式来防治害虫对农作物的迫害，避免造成对我们利益和身体的损失危害以及对我们赖以生存的环境产生不可挽回的伤害。根据多年的生产实践经验表明，害虫对于作物的危害是具有一定选择性的，即使同一种作物也会因为品种的不同而对害虫危害产生不同的抗性，这是因为同一作物不同品种在漫长的进化过程中为适应环境会发生不定向的遗传变异，这些变异同时也造成了作物对害虫的不同抗性。利用作物自身的抗虫性实施抗虫育种具有显而易见的好处，可显著减轻农作物对化学农药的依赖性，有助于减轻环境污染对于生态环境的危害，还可以控制作物的病虫害。据研究显示，大豆对食叶性害虫的综合抗性机制，包括抗生性、排趋性和耐害性，但以抗生性为主[5]。抗生性主要表现为幼虫取食量下降、生长率降低、龄数增多，末龄幼虫体重下降，幼虫和蛹历期延长、蛹重降低、成虫生殖率降低等方面。幼虫死亡主要发生在食量大的大龄期。抗生性的表现可能是由于取食抑制物和生长抑制物的综合影响所致[3]。南京农业大学国家大豆改良中心从二十世纪 80 年代开始就进行了大豆抗食叶性害虫的研究工作，研究明确表明斜纹夜蛾是对大豆危害严重的虫种之一[6]。并且他们还提出了整套成熟的试验方法和标准；鉴定出一批具有综合抗性的种质材料；还提出大豆植株的抗性机制主要突出在抗生性的表达上[7]；利用分离世代初步揭示了以植株受害程度为指标的抗性遗传机制，表明有主基因与多基因的共同作用等[8]。但田间虫种多种多样，抗性品种的筛选是大豆在田间自然条件下对害虫抗性的总体表现，害虫群体结构在不同的年份间， 不同的气候环境之间也不完全一致， 如果能够找到与抗虫性状相关的主效 QTL，再利用标记辅助选择育种，将会大大提高选择育种的精度和效率[6]。随着分子标记技术的发展，在研究数量性状方面有了更加先进的技术和途径。作物许多重要的农艺性状如品质、产量和抗逆性等都属于复杂数量性状，数量性状主要是指受多个基因调控的性状，其遗传机制分析相对于质量性状比较复杂，易受外界环境因素的干扰，并且数量性状和基因型之间存在一定的互作关系。QTL 的不断深入研究揭示了这些复杂数量性状的遗传基础，促进了这些性状的遗传改良，并使其分子剖析成为可能 [9]。QTL 定位就是通过寻找数量性状与遗传分子标记间的连锁关系，利用遗传标记将控制数量性状的基因定位在相应的分子遗传图谱上。分子标记研究有助于阐明昆虫抗性QTL 的数量、作用和相互作用，并且标记已被用于育种程序中，是现代作物分子遗传育种中的一种重要手段[10]。Mansur 等用两个栽培品种杂交得到的重组自交家系 RIL（recombinant inbred line）构建了一个分子遗传图谱，并对 15个数量性状进行了定位[11]。 Rector等在103个F2衍生系的群体中， 用139个限制性片段长度多态性标记 （RFLP）构建了一张大豆连锁图谱，定位了与大豆对玉米穗螟抗性有关的 QTL[12]。王慧等采用单标记分析法找到 3 个与大豆抗斜纹夜蛾 QTL 有关的分子标记，但是解释率均较低[13]。本实验拟利用大豆的重组自交系群体 NJRILY 的 326 个家系进行斜纹夜蛾的离体叶片抗生性鉴定试验，并进行抗生性 QTL 定位，找出相关的抗生性主效 QTL，为抗虫分子育种奠定基础。传统活体植株的鉴定方法容易受到各种生物和非生物因素的影响。生物因素包括：除了斜纹夜蛾的其他取食性害虫对大豆植株叶片的取食，例如大造桥虫，豆卷叶螟等；田间的斑痣悬茧蜂、斜纹夜蛾长绒茧蜂和斜纹夜蛾黑卵蜂等寄生蜂会对斜纹夜蛾幼虫造成大量死亡[14]。非生物因素包括：田间的极端高温天气；暴风暴雨；周边田块的农药污染问题等。这些已知或未知的种种因素都可能会影响斜纹夜蛾幼虫的生长发育情况，严重时会造成幼虫的大面积集体死亡，造成试验结果的误差甚至是失败。而离体叶片抗生性试验方法能够有效地避免上面所述的影响因素，而且所采取的室内养虫方法幼虫存活率高。