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研究发现大豆具有对蚜虫的天然遗传抗性
日期:2018-09-26 作者:编译:龚晶 来源:农科智库 点击:
     一只小小的害虫也会给种植大豆的农民带来巨大的损失。
    美国最大的几个大豆种植州均位于美国上中西部地区(the Upper Midwest)。对这些州而言,大豆蚜虫是一种破坏力极大的害虫。每年,大豆蚜虫会造成数十亿美元的作物损失。
    在最近的一项研究中,研究人员在确定与蚜虫抗性相关的新大豆基因方面迈出了一大步。
    该研究的主要作者亚伦·洛伦茨(Aaron Lorenz)说:“新抗性基因的发现将有助于开发蚜虫抗性更强的大豆品种。市场上很难买到具有蚜虫抗性基因的大豆品种。如果目前使用的基因不再有效,新识别的基因则可以作为抗性的备用来源。”洛伦茨是明尼苏达大学(University of Minnesota)的农学家和植物遗传学家。
    目前,杀虫剂用于控制蚜虫种群,以减少作物损害。但是,一些蚜虫种群已经对广泛使用的杀虫剂产生抗性,而杀虫剂的使用也会产生环境污染,成为令人担忧的问题。这些问题可能会限制杀虫剂在未来的使用。
    洛伦茨说,如果能培育出对蚜虫具有天然抗性的大豆品种,就能够取代杀虫剂的使用。“但是,大豆蚜虫是一种具有遗传多样性的物种,能够迅速克服植物的抗性。因此,我们需要发现大豆蚜虫抗性的新来源。”
    为了发现此前未知的蚜虫抗性基因,研究人员使用了已经发表的研究。这些研究已经测试了数千种大豆品种的蚜虫抗性,许多大豆品种也已经存在遗传信息。
    洛伦茨及其同事将现有蚜虫抗性和遗传学数据结合起来。洛伦茨说,“我们的目标是找到大豆基因组的哪些部分含有与蚜虫抗性有关的基因”。
    为此,研究人员扫描了大豆基因组中的小型遗传界标,称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)(SNPs发音为“snips”)。然后,他们进行了测试,想发现在具有蚜虫抗性的大豆品种中,是否有什么界标出现的频率更高。如果是这样,“我们就可以推断,在这个界标附近可能存在与蚜虫抗性相关的基因”,洛伦茨说。
    尽管如此,研究人员也必须要十分仔细。洛伦茨说,“除了距离邻近,还有很多原因都可能导致这些界标与蚜虫抗性之间的关联。因此,我们会建立统计模型,来寻找其他原因。”
    洛伦茨及其同事发现,有几种遗传界标在具有蚜虫抗性的大豆品种中更为常见。其中一些界标位于蚜虫抗性基因附近的遗传区域,但是许多其他界标所在的遗传区域之前并不具有与蚜虫抗性之间的关联性。
    洛伦茨说,这一发现非常令人兴奋。“这些结果可以指导研究人员发现新的蚜虫抗性基因。这可能成为开发抗蚜虫性大豆新品种的关键一步。”
    同样令人鼓舞的是,研究人员在几种不同的大豆品种中均发现了与蚜虫抗性相关的遗传界标。洛伦茨说,“这意味着,我们可以将多种不同的遗传背景用于大豆育种”。
    不过,还有许多仍未完成的工作。最终目标是将多个蚜虫抗性基因导入单个大豆品种进行培育,使这一品种对蚜虫具有极强的抗性。
洛伦茨说,“我认为,对于维持大豆生产而言,蚜虫抗性将变得越来越重要。种植大豆的农民应该深谙这一点。如果农民种植的品种培育出了大豆蚜虫抗性,将有助于改善这些品种的开发和供应。”
    欲了解更多有关该研究的信息,请参阅《植物基因组》(The Plant Genome)杂志。该研究的资金由明尼苏达州农业部(Minnesota Department of Agriculture, MDA)、明尼苏达州大豆研究和促进委员会(Minnesota Soybean Research and Promotion Council, MSR&PC)以及明尼苏达州入侵植物和害虫中心(Minnesota Invasive Terrestrial Plants and Pests Center, MITPPC)共同提供。
(来源:美国农学会  北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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