筛选抗内虫抗性棉基因型
Summary
本文提出了一种方案,用于快速无损地筛选棉花基因型,以增强表位线虫的抗性。该协议涉及目视检查线虫感染棉苗的根部,以确定感染反应。然后,从每株植物的植物芽繁殖,以恢复植物的种子生产。
Abstract
需要一种快速的无损线虫(罗特伦丘鲁斯-雷尼形式)筛选方案,以开发抗性棉(高西鸦片)品种,以改善线虫管理。大多数协议涉及从棉花根系或灌盆土壤中提取害虫线虫或卵子,以确定种群密度或繁殖率。这些方法通常耗时,评估少量基因型。这里描述了一种替代方法,其中对根系进行目视检查,以检查线虫感染。该协议涉及在种植后7天用害虫线虫接种棉花幼苗,并在接种后28天确定附着在根系上的雌性数量。数据表示为每克新鲜根重的女性数量,以根据根生长的变化进行调整。该协议为评估与线虫建立感染部位的能力相关的宿主-植物耐药性提供了极好的方法;然而,不评估阻碍线虫繁殖的阻力。与其他筛选方案一样,在实验内和实验之间的个别基因型中,线虫感染通常观察到变异。提供数据以说明使用该协议观察到的变化范围。为了适应这种变化,实验中包括控制基因型。尽管如此,该协议提供了一种简单而快速的方法来评估宿主-植物的抗性。该协议已成功用于识别来自G的抗性加入。树干种质的收集和评估300多个个体的分离种群,以确定抗性遗传学。还开发了一种植物繁殖方法,用于恢复植物的抗性繁殖。去除用于线虫评估的根系后,重新种植植物芽,以便开发新的根系。超过95%的芽通常开发一个新的根系统与植物达到成熟。
Introduction
罗蒂伦丘鲁斯·雷尼卡尼斯(林福德和奥利维拉),通常被称为雷尼质线虫,是美国东南部土壤中存在的主要寄生线虫物种之一。1,2,3。线虫是一种义务的、久坐的半内生植物,需要宿主植物完成其生命周期2,4。Vermiform的成年前雌性线虫穿透宿主根系统,在石碑2、3中建立一个喂食点。当线虫饲料和成熟时,宿主根外的后部分在卵子生产时会膨胀,形成一个典型的肾形状(图1)。罗特伦丘鲁斯的植物能喂养300多种植物的根系,包括棉花4。高地棉(高西鸦片)在美国东南部广泛种植,但缺乏R. 抗虫剂抗虫品种阻碍线虫管理2,3。管理策略,如杀虫剂处理和非宿主作物品种的轮作,已用于减少土壤R。 种子棉花种群密度为5、6,但籽棉产量损失一般为1至5%2。R的症状 。肾上毛病感染可包括植物发育迟缓、根系发育抑制、营养缺乏、水果流产和延迟成熟2。然而,症状可能并不明显,由于症状均匀的实地;因此,评估R的方法。需要感染,以识别和开发耐药高地棉花品种。R的评估 .棉花中的抗性被认为困难7,因为受感染的根系可能显得正常,即使植物可能表现出感染8的症状。
需要有效的线虫筛选协议来识别R。 从棉花种质采集中抗甲氧联产,并测定这些加入的抗性遗传学。这种协议将有助于将抗性基因转移到高地棉花上。各种生物测定方法已用于评估R。 棉花感染8,9,10,11,12,13,14,15。一般来说,使用两种主要方法来识别R。抗抗棉花基因型。最常用的方法包括从受感染的植物或土壤中提取鸡蛋和/或害虫线虫8、11、12、14、15。这种方法的一般方法包括种植种子,个别棉花基因型在单独的锅,使幼苗发展7至14天,接种苗子通过添加混合的紫菜阶段R。对土壤进行回肠,并允许线虫感染根系30至60天。接下来,从每种植物的受感染根系或盆栽土壤中提取害虫线虫和/或卵子。然后确定提取的线虫或卵子的数量,以估计种群密度和繁殖率,与对照基因型进行比较,以识别耐药基因型。
另一种方法,如这里所述,涉及微观检查棉花根系已经感染了线虫,以确定寄生根10,16的雌性线虫的数量。与其他方法类似,棉花基因型种植在单独的盆中,并在种植后约7天接种了害虫线虫。在接种后的30天内,根系从单个植物中去除,土壤从根部冲洗。接下来,附着在根系上的线虫被染上红色食物着色17,并且对根部进行微观检查,以确定具有抗药性棉花基因型的感染部位的数量(根据每克线虫的数量确定根)相比易感控制16。第二种方法的优点是减少了评估所需的天数,并增加了在单个实验中评估的单个基因型的数量,从而提高了吞吐量。评估人口密度或繁殖率的筛选方法往往比根据对感染迹象的目视观察的方法更耗时。然而,这种方法的一个局限性是,在卵子生产中确定阻碍线虫繁殖的宿主植物抗药性没有评估13。
R的筛选协议 。在评估7期间,抗性通常破坏根系,并涉及植物芽被丢弃。为了克服这一限制,已经开发出一种植物繁殖方法,使植物的恢复用于种子生产18。去除根系进行线虫评价后,将植物芽种植在盆栽土壤中,使根系重新生长。此方法对大多数R具有广泛的应用。肾上型筛查方案。一种简单、快速的植物繁殖方法对育种R至关重要。抗抗抗性高地棉花品种,其中需要回收后代,以推进抗性基因型到下一代。
提出了大规模筛选抗甲苯基线虫的棉花基因型方案。目标是开发一种简单、快速的无损筛选方法,以评估棉花育种种群的线虫抗性,以帮助育种抗性高地棉花品种。使用此协议,数据通常在 35 天内获得,在单个实验中评估 300 多种基因型。为耐药和易感基因型提供数据,以说明使用这些方法观察到的变异。
Protocol
Representative Results
Discussion
1) R的识别需要有效的筛选协议。抗抗性棉基因型,以评价抗性遗传学和2)抗性品种的育种。大多数协议评估R。通过从棉花根系或灌封土壤中提取害虫线虫或卵子,使种群密度或繁殖率达到.这些方法通常更耗时,结果在实验内部和实验之间往往更加多样…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项研究由美国农业部农业研究处资助。本文中提及商品名称和商业产品仅用于提供特定信息,并不意味着美国农业部的建议或认可。美国农业部是机会均等的提供者和雇主。提交人没有利益冲突可申报。克里斯蒂·乔丹提供了技术援助。
Materials
| Ray Leach Cone-tainer | Stuewe and Sons Inc. | SC10U | |
| Cone-tainer tray | Stuewe and Sons Inc. | RL98 | |
| Sand | various | ||
| Cotton balls | various | ||
| Pylon 4 inch plant labels (4 in L x 5/8 in W) | Pylon Platics | L-4-W | Any brand or vendor is acceptible. |
| 4 oz. specimen containers | Fisher Scientific | 16-320-731 | Any brand or vendor is acceptible. |
| Red food coloring | McCormick & Co., Inc. | ||
| 1 mL Pipet tips | various | ||
| 10 L container | various | Inexpensive buckets work well. | |
| 6 L pots | Nursery Supplies Inc. | Poly-Tainer-Can No2A | Any brand or vendor is acceptible. Different size pots can be used |
| Potting media | Sun Gro Horticulture | Metro-Mix 360 | Any brand or vendor is acceptible. |
| Fertilizer | Everris NA Inc. | Osmocote Plus | Any brand or vendor is acceptible. |
| Plastic container (73.6 cm L x 45.7 cm W x 15.2 cm D) | Rubbermaid | 3O29 | Any brand or vendor is acceptible. |
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