CN114793812B - 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法 - Google Patents

一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114793812B
CN114793812B CN202210386431.0A CN202210386431A CN114793812B CN 114793812 B CN114793812 B CN 114793812B CN 202210386431 A CN202210386431 A CN 202210386431A CN 114793812 B CN114793812 B CN 114793812B
Authority
CN
China
Prior art keywords
disease
sugarcane
resistance
cane
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210386431.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114793812A (zh
Inventor
沈万宽
鲍涵
陈教云
蔡一畅
李文佳
陈健文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Agricultural University
Original Assignee
South China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Agricultural University filed Critical South China Agricultural University
Priority to CN202210386431.0A priority Critical patent/CN114793812B/zh
Publication of CN114793812A publication Critical patent/CN114793812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114793812B publication Critical patent/CN114793812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/55Sugar cane
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00Protecting plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法。本发明通过在成熟的离体蔗茎中接种白条病病原菌使其发病,通过观察蔗茎剖面发病情况,依据蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度的分级标准进行分级,获得分级系数,再根据公式:感病系数=Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算所测甘蔗品种的感病系数,式中i表示蔗茎节数,从而依据感病系数与抗性等级之间的关系得到所鉴甘蔗品种的抗性等级。本发明所述鉴定甘蔗白条病抗性的方法具有简便、抗性评价历期短、准确性高、评价结果可靠等优点,且室内即可完成,受环境影响小,发病快、显症明显、易分级,适用于甘蔗种质资源的抗性鉴定。

Description

一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法
技术领域
本发明属于植物抗性鉴定技术领域。具体地,涉及一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法,更具体地,涉及一种利用白条病病原菌人工接种离体蔗茎从而鉴定甘蔗白条病抗性的方法。
背景技术
甘蔗(Saccharum spp.Hybrid)作为一种重要的糖料作物和能源作物,其产业发展在一定程度上关系着国计民生。甘蔗白条病(Leaf scald disease)是由白条黄单胞菌(Xanthomonasalbilineans,Xa)引发的一种甘蔗细菌性病害,其不仅会使甘蔗汁液质量损失,还会造成没有症状的未成熟和成熟甘蔗的突然、大范围死亡;若田地里的易感品种较多,整块田地可能在几个月内被摧毁殆尽,严重影响甘蔗产业的发展。而选育甘蔗白条病抗病品种是防治此病害最好的方法。因此,建立一种快捷、精确、有效的甘蔗白条病抗性鉴定方法和评定技术体系,对筛选优良种质资源和甘蔗白条病的抗病育种实践具有重大作用。
目前,甘蔗种质资源对白条病的抗性鉴定方法主要以人工接种鉴定为主。例如,傅华英等公开了一种甘蔗新品种(系)苗期白条病人工接种抗性鉴定与评价方法(傅华英,张婷,彭文静,等.甘蔗新品种(系)苗期白条病人工接种抗性鉴定与评价[J].作物学报,2021,47(8):9.)。但现有甘蔗白条病的人工接种抗性鉴定多以剪叶法为主,其不足之处在于接种后白条病的发病潜伏期长,且发病症状不明显,不易分级,不能客观区分品种真实的抗性水平,易出现假阴性,与田间抗性表现不符合等,不利于甘蔗白条病的抗病育种。除剪叶法外,还有种苗喷雾接种法和生长期切茎接种法(李文凤,王晓燕,仓晓燕,等.甘蔗白叶病抗病性鉴定方法的建立与应用[J].植物保护,2021,47(5):5),但此类接种方法需要在温室种植蔗苗,且发病潜伏期也较长,显症慢,显症不明显,费时费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有上述技术的缺陷和不足,提供一种显症快、显症明显且能客观区分品种真实的抗性水平的鉴定甘蔗白条病抗性的方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
本发明发明人在利用现有剪叶法进行人工接种鉴定甘蔗白条病抗性的过程中发现,利用剪叶法鉴定甘蔗白条病抗性不仅发病潜伏期长(2~6个月才会显症),且发病症状不明显,不易分级,不能客观区分不同甘蔗品种的真实抗性水平,易出现假阴性,提高品种的抗性水平,使得抗性鉴定结果与田间抗性表现不符。为分析剪叶法发病潜伏期长、显症慢等问题,本发明对甘蔗白条病病原菌(白条黄单胞菌,Xa)的生物学特性进行了研究。试验发现甘蔗白条病病原菌最适宜的碳源是蔗糖,在一定浓度范围内(0~10g/L),随着蔗糖浓度升高,甘蔗白条病病原菌的生长速加快。由于剪叶法接种部位是甘蔗叶片,叶片几乎不含蔗糖,不利于甘蔗白条病病原菌生长,而成熟蔗茎是甘蔗蔗糖分的贮藏部位,有利于白条病菌生长,有利于发病显症及病症分级调查评价等。在此基础上,本发明利用离体蔗茎,建立了一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法。
本发明提供了一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法,所述方法为:取成熟期待测健康甘蔗的蔗茎,向蔗茎中接种白条病病原菌接种液,25~30℃培养8~15d后,观察蔗茎剖面的发病情况,依据蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度的分级标准,分别对蔗茎剖面的发病面积和发病颜色深度进行分级,获得分级系数,根据公式:感病系数=Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算感病系数,依据感病系数与抗性等级之间的关系得到所鉴甘蔗品种的抗性等级;式中i表示蔗茎节数;
蔗茎剖面发病面积的分级标准为:若剖面的变红面积占比大于50%,则分级系数为5,若变红面积占比介于35.01%~50.00%之间,则分级系数为4,若变红面积占比介于20.01%~35.00%之间,则分级系数为3;若变红面积占比介于5.01%~20.00%之间,则分级系数为2;若变红面积占比小于5%,则分级系数为1;
蔗茎剖面发病颜色深度的分级标准为:若剖面的发病颜色为深红色,则分级系数为4;若剖面的发病颜色为红色,则分级系数为3;若剖面的发病颜色为浅红色,则分级系数为2;若剖面的发病颜色为白色,则分级系数为1;
感病系数与甘蔗品种抗性等级之间的关系为:若感病系数大于1.45,则所测甘蔗品种的抗性等级为高感;若感病系数介于1.01~1.45之间,则所测甘蔗品种的抗性等级为中感;若感病系数介于0.5~1.00之间,则所测甘蔗品种的抗性等级为中抗;若感病系数小于0.5,则所测甘蔗品种的抗性等级为高抗。
具体地,本发明所述鉴定甘蔗白条病抗性的方法包含以下步骤:
S1.制备白条病病原菌接种液;
S2.注射接种:选取成熟期、无水裂、无虫口的健康甘蔗植株,取蔗茎基部第4~6节,将步骤S1制备所得白条病病原菌接种液注射接种至蔗茎中,注射完成后,擦干表面,用封口膜包裹针口和头尾两个切口处;将包裹后的蔗茎放入25~30℃恒温培养箱中培养8~15d后;
S3.抗性评价:依据蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度的分级标准,分别对蔗茎剖面的发病面积和发病颜色深度进行分级,获得分级系数,根据公式:感病系数=Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算感病系数,依据感病系数与抗性等级之间的关系得到所鉴甘蔗品种的抗性等级;式中i表示蔗茎节数。
具体地,步骤S1中所述白条病病原菌接种液的OD590为1。
具体地,所述白条病病原菌接种液的制备方法为:将在XAS固体培养基上培养7d后的Xa单菌落用灭菌ddH2O洗下,稀释后涂布在新的XAS固体培养基上,恒温培养箱中28℃黑暗条件下培养3d,挑选长势接近的单菌落接种至XAS液体培养基,于28℃,200rpm/min条件下培养2d,用灭菌后的XAS液体培养基将菌液稀释至OD590=1备用。
所述XAS培养基(1L,pH=7)的制备方法为:细菌学蛋白胨(Bacto peptone)5g、蔗糖(Sucrose)10g、磷酸二氢钾10g、七水合硫酸镁0.25g、亚硫酸钠0.05g、溴化钾5g;固体培养基再加入琼脂糖15g。
具体地,步骤S2在接种白条病病原菌接种液前先将蔗茎用酒精擦拭消毒。
具体地,步骤S2中用灭菌后的液体培养基注射蔗茎基部第8~10节作对照。
所述液体培养基与培养白条病病原菌的培养基一致即可。
具体地,本发明所用液体培养基为XAS液体培养基。
具体地,步骤S2中单次注射接种液的量为100μL,单节蔗茎错开位点重复注射16次。
具体地,步骤S2中的培养时间为10d。
具体地,步骤S2中的培养温度为28℃。
具体地,步骤S3在剖开蔗茎后,先将剖面朝上置于黑色吸光布上拍摄记录发病情况,再对蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度进行分级。
利用本发明所述鉴定甘蔗白条病抗性的方法可以准确鉴定甘蔗品种的白条病抗性。因此,本发明还申请保护所述方法在甘蔗白条病的抗病育种中的应用。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述鉴定甘蔗白条病抗性的方法不仅操作简便,室内即可完成,受环境影响小,且发病快、显症明显、易分级,抗性评价历期短(10天),能充分评价甘蔗品种的感染程度,杜绝假阴性,评价结果可靠,评价结果重复性好、稳定,具有快捷、简便、准确性高的优点。
附图说明
图1为甘蔗白条病病原菌的分离鉴定结果;其中,图A为具有白条病病状的甘蔗叶片;图B为由病叶分离纯化获得的白条病病原菌的单菌落;图C为单菌落的PCR鉴定结果,图中M为DL 2000 DNA Marker;P为阳性对照,病叶DNA;N为阴性对照,健康甘蔗叶片;1~12分别为分离纯化后保存的12个单菌落DNA样品。
图2为不同培养条件对甘蔗白条病病原菌(Xa)生长速率的影响;其中图A为不同温度对Xa生长速率的影响;图B为不同盐度对Xa生长速率的影响;图C为不同pH对Xa生长速率的影响;图D为不同磷酸二氢钾浓度对Xa生长速率的影响;图E为七水合硫酸镁浓度对Xa生长速率的影响;图F为细菌学蛋白胨浓度对Xa生长速率的影响;图G为蔗糖浓度对Xa生长速率的影响;图H为不同糖源对Xa生长速率的影响。
图3为不同抗性等级甘蔗品种的感病系数的显著性分析结果。
图4为不同抗性等级的离体蔗茎的感病症状;其中,A1为高抗品种ROC22对照组,A2为ROC22处理组;B1为甘蔗品种粤糖91-976对照组,抗性等级为中抗,B2为粤糖91-976处理组;C1为甘蔗品种华农13-111对照组,抗性等级为中感,C2为华农13-111处理组;D1为高感品种ROC20对照组,D2为ROC20处理组。
图5为不同甘蔗品种的白条病感病系数的聚类分析结果。
图6为不同甘蔗品种的Xa拷贝数的显著性分析结果。
图7为根据甘蔗品种抗性等级与Xa拷贝数制作的箱线图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
本发明从我国主要栽培的甘蔗品种或种质中选了41个作为白条病抗性鉴定的实验材料,分别为ROC5、粤糖96-86、F134、粤糖83-271、ROC22、粤糖91-976、CP72-1210、桂糖00-122、Q189、台糖89-1626、黔糖5号、粤糖89-113、粤糖06-666、ROC1、ROC25、ROC23、巴西618、内江57-614、CP89-2143、粤糖91-1102、粤糖04-232、粤糖02-305、华农13-111、华农13-118、柳城05-136、桂糖94-119、ROC20、HoCP 95-988、粤糖96-835、ROC16、桂糖11、甜城21号、赣蔗95-108、粤糖55、崖城73-226、台糖7929、广东黄皮、Badila(黑皮果蔗)、华农13115、斑茅和CP65-357;其中,感病对照为新台糖20(ROC20),抗病对照为新台糖22(ROC22)。
上述甘蔗品种的蔗茎材料皆来源于华南农业大学甘蔗育种基地所种植的甘蔗材料。所用甘蔗白条病病原菌菌株Xa-HN1来源于种植在华南农业大学甘蔗育种基地的华农1321发病蔗株,由华南农业大学甘蔗研究室分离保存。
实施例1甘蔗白条病病原菌的分离及生物学特性分析
1、白条病病原菌的分离保存及鉴定
(1)白条病病原菌的分离保存
选择出现白色至黄色褪绿铅笔线条纹的甘蔗白条病病叶(图1A)进行白条病病原菌(白条黄单胞菌(Xanthomonasalbilineans,Xa))的分离。
取病叶病健交界处2×2mm大小的叶片依次放入75%乙醇和10%次氯酸钠中消毒30s,再用无菌水洗刷3次,放置在灭菌过的滤纸上吸干水分;将叶片置于XAS固体培养基上,使叶片与培养基充分接触,置于恒温培养箱中28℃黑暗条件下培养3d;将长出的细菌边缘刮取部分菌体接种于新的XAS固体培养基中培养,恒温培养中28℃黑暗条件下培养7d后,用稀释涂布培养单菌落的方式对分离所得甘蔗白条病病原菌进行纯化;灭菌ddH2O将菌落洗下溶解;溶解所得菌液以10倍浓度梯度稀释8次,分别吸取100μL菌液滴于新的XAS固体培养基中,用玻璃涂布器涂布均匀,恒温培养箱中28℃黑暗条件下培养3d;挑选颜色为蜜黄色、形态为圆形、潮湿、凸起、有光泽、无粘液的单菌落(图1B)。将一部分单菌落用新的XAS固体培养基培养,另一份接种至XAS液体培养基中,于28℃,200rpm/min摇床中过夜培养;吸取800μL菌液转移至洁净的2mL离心管中,加入50%甘油置于-80℃冰箱保存;剩余菌液用高速离心机8000rpm/min离心1min,倒去上清液,加入800μL预热过的CTAB抽提液将其洗下并转移至2mL离心管,用CTAB法提取DNA。
所述XAS培养基(1L,pH=7)的制备方法为:细菌学蛋白胨(Bacto peptone)5g、蔗糖(Sucrose)10g、磷酸二氢钾10g、七水合硫酸镁0.25g、亚硫酸钠0.05g、溴化钾5g;固体培养基再加入琼脂糖15g。
(2)白条病病原菌的PCR鉴定
以(1)中提取到的甘蔗白条病病原菌的DNA为模板,另以鉴定结果为阳性的白条病发病蔗叶的DNA为阳性对照,以健康的甘蔗叶片为阴性对照,用Xa的特异性引物XAF1(CCTGGTGATGACGCTGGGTT)和XAR1(CGATCAGCGATGCACGCAGT)进行PCR鉴定,目的片段长度为608bp。本发明共挑取了12个甘蔗白条病病原菌的单菌落进行鉴定,PCR鉴定结果如图1C所示,其中P为阳性对照,N为阴性对照。由图1C可知,本发明成功分离纯化得到了甘蔗白条病病原菌Xa。
2、生物学特性分析
本发明对不同培养条件下,甘蔗白条病病原菌(Xa)的生长速率进行了实验,结果如图2所示;其中,图2A为不同温度对Xa生长速率的影响;图2B为不同盐度对Xa生长速率的影响;图2C为不同pH对Xa生长速率的影响;图2D为不同磷酸二氢钾浓度对Xa生长速率的影响;图2E为七水合硫酸镁浓度对Xa生长速率的影响;图2F为细菌学蛋白胨浓度对Xa生长速率的影响;图2G为蔗糖浓度对Xa生长速率的影响;图2H为不同糖源对Xa生长速率的影响。由图2可知,最适宜甘蔗白条病病原菌生长的糖源为蔗糖,最适生长温度为25~28℃。
实施例2鉴定甘蔗白条病抗性的方法
1、白条病病原菌接种液的制备
将在XAS固体培养基上培养7d后的Xa单菌落用灭菌ddH2O洗下,稀释后涂布在新的XAS固体培养基上,恒温培养箱中28℃黑暗条件下培养3d,挑选长势接近的单菌落接种至XAS液体培养基,于28℃,200rpm/min条件下培养2d,用灭菌后的液体培养基将菌液稀释至OD590=1备用。
2、接种蔗茎的选择及注射接种
选取生长至成熟期,无水裂、无虫口的健康甘蔗植株,用酒精消毒后的锐刀从基部砍下,去尾,带回用自来水将蔗茎表面冲洗干净,用酒精将蔗茎擦拭消毒。
用注射法接种白条病病原菌:选取蔗茎基部的第4、5、6节,用一次性注射器吸取100μL制备得到的白条病病原菌接种液,将其注射进蔗茎中;每一节蔗茎重复注射16次,注射位点尽量错开;一节蔗茎共注射1.6mL的白条病病原菌接种液,一根共注射4.8mL的白条病病原菌接种液。
另取同一蔗茎基部的第8、9、10节,用一次性注射器吸取100μL灭菌后的XAS液体培养基,将其注射进蔗茎中作对照,每一节蔗茎重复注射16次,注射位点尽量错开;一节蔗茎共注射1.6mL的XAS选择性液体培养基,一根共注射4.8mL的XAS选择性液体培养基。
注射完成后,用纸巾擦干蔗茎表面,用封口膜将针口和头尾两个切口都覆盖封闭,以减少空气中的杂菌污染;将处理完的蔗茎放入28℃恒温培养箱中恒温培养10d,将其自上而下延中部纵剖开观察茎剖面发病情况。
3、蔗茎感病系数的计算及抗性分类
根据蔗茎发病后剖面发病面积以及发病颜色深度的不同,对所测蔗茎被白条病病原菌侵染后的结果进行评级,计算感病系数,依据感病系数与抗性等级关系表,获得甘蔗白条病抗性鉴定结果。
具体方法如下:将侵染后沿中部剖开的蔗茎剖面朝上平放在黑色吸光布上用相机(coolpix尼康P7000)进行拍摄,记录发病蔗茎的发病颜色和发病面积,计算发病(变红)面积在相应蔗茎剖面总面积上所占的比例;依据蔗茎剖面发病面积分级标准(表1)和蔗茎剖面发病颜色深度分级标准(表2),分别对蔗茎剖面的发病面积和发病颜色深度进行分级,获得分级系数;根据公式:感病系数=Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算感病系数,式中i表示蔗茎节数;依据感病系数与甘蔗品种抗性等级之间的关系,得到所鉴甘蔗品种的抗性鉴定结果;感病系数与抗性等级关系见表3。本发明将甘蔗白条病抗性等级分为四类,分别为高抗、中抗、中感和高感。
表1蔗茎剖面发病面积分级标准
Figure BDA0003595138320000071
Figure BDA0003595138320000081
表2蔗茎剖面发病颜色深度分级标准
Figure BDA0003595138320000082
表3感病系数与抗性等级关系表
Figure BDA0003595138320000083
实施例3不同甘蔗品种的白条病抗性鉴定及感病系数聚类分析
1、不同甘蔗品种的白条病抗性鉴定
本发明选取了41个我国主要栽培甘蔗品种或种质作为白条病抗性鉴定的实验材料,利用实施例2所述方法对选用甘蔗品种的白条病抗性进行了鉴定。选用的甘蔗品种为:ROC5、粤糖96-86、F134、粤糖83-271、ROC22、粤糖91-976、CP72-1210、桂糖00-122、Q189、台糖89-1626、黔糖5号、粤糖89-113、粤糖06-666、ROC1、ROC25、ROC23、巴西618、内江57-614、CP89-2143、粤糖91-1102、粤糖04-232、粤糖02-305、华农13-111、华农13-118、柳城05-136、桂糖94-119、ROC20、HoCP 95-988、粤糖96-835、ROC16、桂糖11、甜城21号、赣蔗95-108、粤糖55、崖城73-226、台糖7929、广东黄皮、Badila(黑皮果蔗)、华农13115、斑茅和CP65-357;感病对照为新台糖20(ROC20),抗病对照为新台糖22(ROC22)。
上述甘蔗品种的白条病抗性鉴定结果如表4所示,其中,高抗等级包含抗病品种ROC 22(对照种)在内的5个品种,感病系数为0.48;中抗等级有6个品种,感病系数在0.6~0.95之间;中感等级有14个品种,感病系数在1.08~1.38之间;高感等级包含感病品种ROC20(对照种)在内的16个品种,感病系数在1.45~1.78之间。
表4不同甘蔗品种离体蔗茎人工接种白条病抗病等级分类
Figure BDA0003595138320000091
本发明还对不同抗性等级甘蔗品种的感病系数进行了分析,不同抗性等级甘蔗品种的感病系数的显著性分析结果如图3所示,由图可知,不同抗病等级品种间的感病系数具有显著差异(p<0.01)。
不同抗性等级的离体蔗茎的感病症状如图4所示,其中,A1为高抗品种ROC22对照组,A2为ROC22处理组;B1为甘蔗品种粤糖91-976对照组,抗性等级为中抗,B2为粤糖91-976处理组;C1为甘蔗品种华农13-111对照组,抗性等级为中感,C2为华农13-111处理组;D1为高感品种ROC20对照组,D2为ROC20处理组。由图4可知,不同抗性等级的离体蔗茎所表现出的感病症状分别为:高抗等级品种的离体蔗茎除注射点外,其余部位呈白色无发病症状,中抗等级品种的离体蔗茎出现轻微的变红或变红面积较小,中感等级品种的离体蔗茎多处变红且颜色较深,高感等级品种的离体蔗茎则出现大面积的变红且颜色呈深红色。
2、不同甘蔗品种白条病感病系数的聚类分析
本发明以不同甘蔗品种的感病系数为变量进行了品种聚类分析,结果如图5所示,由图5可知,当欧氏距离为8.5时,品种抗性可分为4大类;第一大类为高感品种,包括感病对照种ROC20在内的17个品种;第二大类为中感品种,包括华农13-111在内的13个品种;第三大类为高抗品种,包括抗病对照种ROC22在内的7个品种;第四大类为中抗品种,包括粤糖91-976在内的4个品种。聚类分析结果与抗性分类结果基本一致,其中有3个品种的聚类结果与抗性鉴定的分类结果略有差异,具体地,抗性分类为中感的品种粤糖91-1102在聚类分析时被分为高感品种,抗性分类为中抗的品种CP72-1210、桂糖00-122在聚类分析时被分为高抗品种。出现这一结果的主要原因是:粤糖91-1102的感病系为1.38(表5)接近基于感病系抗性分级中的高感等级(>1.45,表3),CP72-1210和桂糖00-122的感病系数均为0.6(表5),接近高抗等级(<0.5,表3),故可能在聚类分析中聚类到高感或高抗等级。
实施例4甘蔗品种的感病系数与拷贝数相关性分析
实时定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)是一种用于核酸分子定性和定量分析的方法,具有灵敏、准确和特异性高的特点。针对甘蔗白条病病原菌的核苷酸序列设计其qPCR特异引物,检测样品中甘蔗白条病菌特异片段的拷贝数,可间接反应所测样品中甘蔗白条病菌的浓度,从而根据样品中白条病菌拷贝数可评价所测样品(甘蔗品种)的白条病抗性水平。本发明利用qPCR技术对离体蔗茎中的白条黄单胞菌(Xanthomonasalbilineans,Xa)特异片段的拷贝数进行了定量分析,并对各甘蔗品种的抗性水平进行了鉴定,将基于拷贝数的抗性鉴定结果与本发明实施例2所述抗性鉴定方法鉴定得到的各甘蔗品种的抗性鉴定结果进行对比分析,以此验证本发明所述抗性鉴定方法的可靠性。
1、蔗汁总DNA的提取
将实施例3中鉴定计算完感病系数后的蔗茎分别用甘蔗榨汁机充分榨取蔗汁,吸取800μL转移至2mL离心管,加入800μL预热后的CTAB抽提液,用CTAB法提取蔗茎蔗汁总DNA,用超微量分光光度计(NanoDrop 2000C,Thermo Scientific)测定DNA浓度,将样本DNA浓度用灭菌ddH2O稀释至200ng/μL用于qPCR检测。
2、甘蔗白条病菌XaAlb特异片段质粒DNA标准品的制备
用Xa特异性引物XaAlb2-f3:CACACACACAATACAGCATTGCGG和XaAlb2-r3:CCCAACTTACTTGAGGCTATGG(由生物工程有限公司合成)对甘蔗白条病阳性DNA样品用GreenTaqTM Mix试剂盒(南京诺唯赞生物科技股份有限公司)进行PCR扩增,扩增产物大小为440bp。
PCR反应体系为:Green Taq Mix 12.5μL,上游引物和下游引物各1μL,模板DNA0.5μL,灭菌ddH2O 10μL,总体积为25μL。反应程序为:95℃预变性3min;95℃变性15s,54℃退火15s,72℃延伸45s,35个循环;72℃终延伸5min。
取6.0μL的扩增产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测,用凝胶成像仪观察目的条带。用
Figure BDA0003595138320000111
Gel DNA试剂盒(诺唯赞生物科技股份有限公司)对目的条带进行切胶回收,回收产物与pClone007 Blunt Vector载体(擎科生物科技有限公司)连接后,将连接产物转化至TreliefTM 5α感受态细胞(擎科生物科技有限公司),在LB固体培养基上进行涂布。随机挑取3个单菌落,分为两份,一份用LB液体培养基过夜培养后加入40%甘油放于-80℃冰箱保存;另一份使用菌液PCR技术进行检测,经过验证为阳性的扩增产物送至生物工程有限公司测序。
3、Xa特异片段拷贝数实时荧光定量检测
将测序结果在NCBI上进行BLAST序列比对,选择分析结果为有效的重组质粒(相似度在90%以上)作为阳性质粒,用超微量分光光度计测定其浓度,计算其拷贝数。将重组质粒DNA用灭菌ddH2O以10倍为一个梯度,连续稀释6次配制绝对定量的标准品,以标准品和待测样品为模板,用实时荧光定量PCR仪(CFX96,Bio-Rad)进行qPCR,每组样品进行3个技术重复。qPCR反应体系为:2×ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix 10μL,上游引物和下游引物各0.8μL,模板DNA 2μL,灭菌ddH2O 6.4μL。反应程序为:95℃预变性3s;95℃变性10s,55℃退火30s,40个循环;最后95℃15s,60℃60s,95℃15s进行熔解曲线采集。以标准品的浓度对数为横坐标,以荧光定量结果的CT值为纵坐标建立标准曲线。计算待测样品的平均CT值,利用标准曲线计算样品对应的拷贝数。41个甘蔗品种的感病系数和拷贝数结果如表5所示。
表541个甘蔗品种的感病系数和Xa拷贝数结果
Figure BDA0003595138320000121
Figure BDA0003595138320000131
对依据感病系数进行抗性等级分类的同一抗性等级下的甘蔗品种的拷贝数绘制箱线图,挑出具有明显差异的数据。分别对分组后的感病系数和拷贝数进行单因素方差分析,样本均数间的多重比较用LSD-t检验以及Dunnet-t检验。利用pearson(皮尔逊积距相关系数)对感病系数与拷贝数进行相关性分析。
不同抗性等级甘蔗品种间的拷贝数的显著性分析结果如图6所示,由图6可知,不同抗性等级的甘蔗品种间的拷贝数具有显著性差异(p<0.05),表明利用本发明所述抗性鉴定方法,依据感病系数对甘蔗品种进行抗性等级分类具有可行性。
对依据感病系数进行抗性等级分类的同一抗性等级下的甘蔗品种的拷贝数绘制的箱线图如图7所示。由图7可知,甘蔗品种CP72-1210、CP89-2143、粤糖91-1102、柳城05-136和CP65-357这5个品种的拷贝数为异常值,即基于拷贝数的抗性等级与基于感病系数的抗性等级不一致。在余下的36个品种中,同一品种基于拷贝数所表现的抗性等级与基于感病系数的抗性等级完全一致,其中,抗性为高抗的5个品种的拷贝数为0.12×105~0.16×105copies/μL;抗性为中抗的5个品种的拷贝数为0.23×105~0.46×105copies/μL;抗性为中感的11个品种的拷贝数为0.42×105~0.75×105copies/μL;抗性为高感的15个品种的拷贝数约0.69×105~1.60×105copies/μL。
qPCR抗性鉴定结果与实施例2所述方法的抗性鉴定结果的一致率统计结果如表6所示。由表6可知,41个品种中,病症表型与拷贝数结果的一致率为87.80%,对高抗品种的鉴定一致率为100%,再一次证明了本发明所述抗性鉴定方法的可靠性。
表6抗性鉴定一致率表
品种抗性等级 一致个案数 总个案数 一致率
高抗 5 5 100.00%
中抗 5 6 83.33%
低感 11 14 78.57%
高感 15 16 93.75%
总计 36 41 87.80%
将上述41个参试品种的感病系数与拷贝数进行相关性分析,皮尔逊相关系数为0.754(p<0.01),表明感病系数与拷贝数达极显著相关性。此结果进一步证明了本发明所述人工离体蔗茎接种鉴定甘蔗白条病抗性的方法是可靠的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法,其特征在于,取成熟期待测健康甘蔗的离体蔗茎,向蔗茎中接种白条病病原菌接种液,25~30℃培养8~15 d后,观察蔗茎剖面的发病情况,依据蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度的分级标准,分别对蔗茎剖面的发病面积和发病颜色深度进行分级,获得分级系数,根据公式:感病系数= Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算感病系数,依据感病系数与抗性等级之间的关系得到所鉴甘蔗品种的抗性等级;式中i表示蔗茎节数;
蔗茎剖面发病面积的分级标准为:若剖面的变红面积占比大于50%,则分级系数为5,若变红面积占比介于35.01%~50.00%之间,则分级系数为4,若变红面积占比介于20.01%~35.00%之间,则分级系数为3;若变红面积占比介于5.01%~20.00%之间,则分级系数为2;若变红面积占比小于5%,则分级系数为1;
蔗茎剖面发病颜色深度的分级标准为:若剖面的发病颜色为深红色,则分级系数为4;若剖面的发病颜色为红色,则分级系数为3;若剖面的发病颜色为浅红色,则分级系数为2;若剖面的发病颜色为白色,则分级系数为1;
感病系数与甘蔗品种抗性等级之间的关系为:若感病系数大于1.45,则所测甘蔗品种的抗性等级为高感;若感病系数介于1.01~1.45之间,则所测甘蔗品种的抗性等级为中感;若感病系数介于0.5~1.00之间,则所测甘蔗品种的抗性等级为中抗;若感病系数小于0.5,则所测甘蔗品种的抗性等级为高抗;
所述方法包含以下步骤:
S1.制备白条病病原菌接种液;
S2.注射接种:选取成熟期、无水裂、无虫口的健康甘蔗植株,取离体蔗茎基部第4~6节,将步骤S1制备所得白条病病原菌接种液注射接种至蔗茎中,注射完成后,擦干表面,用封口膜包裹针口和头尾两个切口处;将包裹后的蔗茎放入25~30℃恒温培养箱中培养8~15 d后;
S3.抗性评价:依据蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度的分级标准,分别对蔗茎剖面的发病面积和发病颜色深度进行分级,获得分级系数,根据公式:感病系数= Log10(∑i(同一节蔗茎发病面积的分级系数×同一节蔗茎剖面发病颜色深度的分级系数))计算感病系数,依据感病系数与抗性等级之间的关系得到所鉴甘蔗品种的抗性等级;式中i表示蔗茎节数。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S1中所述白条病病原菌接种液的OD590为1。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S2在接种白条病病原菌接种液前先将蔗茎用酒精擦拭消毒。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S2中用灭菌后的液体培养基注射同一蔗茎基部第8~10节作对照。
5. 根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S2中单次注射接种液的量为100 μL,单节蔗茎错开位点重复注射16次。
6. 根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S2中的培养时间为10 d。
7.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S2中的培养温度为28℃。
8.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤S3在剖开蔗茎后,先将剖面朝上置于黑色吸光布上拍摄记录发病情况,再对蔗茎剖面发病面积和发病颜色深度进行分级。
9.权利要求1~8任一所述方法在甘蔗白条病的抗病育种中的应用。
CN202210386431.0A 2022-04-13 2022-04-13 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法 Active CN114793812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210386431.0A CN114793812B (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210386431.0A CN114793812B (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114793812A CN114793812A (zh) 2022-07-29
CN114793812B true CN114793812B (zh) 2023-06-06

Family

ID=82537122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210386431.0A Active CN114793812B (zh) 2022-04-13 2022-04-13 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114793812B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116267297B (zh) * 2023-02-21 2024-09-06 广西壮族自治区农业科学院 一种通过水分管理预防甘蔗白条病的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102204465A (zh) * 2011-04-20 2011-10-05 广州甘蔗糖业研究所 一种甘蔗黑穗病抗性鉴定方法
CN108342448A (zh) * 2018-03-08 2018-07-31 福建农林大学 一种甘蔗杂交组合白条病抗性鉴定及抗病组合筛选方法
CN108486216A (zh) * 2018-03-08 2018-09-04 福建农林大学 甘蔗品种白条病室内抗性鉴定方法
CN108486215A (zh) * 2018-03-08 2018-09-04 福建农林大学 一种鉴定抗赤条病甘蔗品种的方法
CN109468362A (zh) * 2019-01-17 2019-03-15 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种宿根甘蔗白叶病抗性的精准鉴定方法
CN109609588A (zh) * 2018-12-11 2019-04-12 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种新植甘蔗白叶病抗病性精准鉴定方法
CN112342266A (zh) * 2020-11-27 2021-02-09 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种快速评价甘蔗亲本花叶病抗性遗传效应的方法
AU2021100408A4 (en) * 2021-01-22 2021-04-15 Biotechnology And Germplasm Resources Institute, Yunnan Academy Of Agricultural Sciences A precise identification method of resistance to sugarcane white leaf disease of newly planted sugarcane
CN113430244A (zh) * 2021-06-18 2021-09-24 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种甘蔗细菌性病害抗性的鉴定方法
CN114231589A (zh) * 2021-12-27 2022-03-25 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种新型的快速鉴定甘蔗黑穗病抗性水平的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102204465A (zh) * 2011-04-20 2011-10-05 广州甘蔗糖业研究所 一种甘蔗黑穗病抗性鉴定方法
CN108342448A (zh) * 2018-03-08 2018-07-31 福建农林大学 一种甘蔗杂交组合白条病抗性鉴定及抗病组合筛选方法
CN108486216A (zh) * 2018-03-08 2018-09-04 福建农林大学 甘蔗品种白条病室内抗性鉴定方法
CN108486215A (zh) * 2018-03-08 2018-09-04 福建农林大学 一种鉴定抗赤条病甘蔗品种的方法
CN109609588A (zh) * 2018-12-11 2019-04-12 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种新植甘蔗白叶病抗病性精准鉴定方法
CN109468362A (zh) * 2019-01-17 2019-03-15 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种宿根甘蔗白叶病抗性的精准鉴定方法
CN112342266A (zh) * 2020-11-27 2021-02-09 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种快速评价甘蔗亲本花叶病抗性遗传效应的方法
AU2021100408A4 (en) * 2021-01-22 2021-04-15 Biotechnology And Germplasm Resources Institute, Yunnan Academy Of Agricultural Sciences A precise identification method of resistance to sugarcane white leaf disease of newly planted sugarcane
CN113430244A (zh) * 2021-06-18 2021-09-24 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种甘蔗细菌性病害抗性的鉴定方法
CN114231589A (zh) * 2021-12-27 2022-03-25 云南省农业科学院甘蔗研究所 一种新型的快速鉴定甘蔗黑穗病抗性水平的方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Multiplication and Distribution of Sugarcane White Leaf Phytoplasma Transmitted by the Leafhopper, Matsumuratettixhiroglyphicus (Matsumura) (Hemiptera: Cicadellidae), in Infected Sugarcane;J.Roddee等;Sugar Tech(第4期);第445-453页 *
对甘蔗受黑穗病菌侵染后差异表达基因的分离与鉴定;阙友雄等;作物学报(第03期);第76-82页 *
广西北海蔗区甘蔗白条病发生情况调查;韦金菊等;南方农业学报(第02期);第70-76页 *
引进甘蔗新品种对黑穗病抗性的鉴定;王维赞等;中国农学通报(第16期);第285-288页 *
甘蔗新品种(系)苗期白条病人工接种抗性鉴定与评价;傅华英等;作物学报(第8期);第1531-1539页 *
甘蔗白叶病抗病性鉴定方法的建立与应用;李文凤等;植物保护(第5期);第245 248页 *
甘蔗白条病及其致病菌Xanthomonas albilineans研究进展;孟建玉等;植物保护学报(第02期);第4-12页 *
甘蔗花叶病抗病性鉴定接种新技术研究;李文凤等;植物保护(第01期);第127-130页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114793812A (zh) 2022-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107760795B (zh) 一种快速检测茶树炭疽病菌的lamp引物及检测方法
CN101475995B (zh) 一种检测槟榔黄化病植原体病原的方法及其专用试剂盒
Akhtar et al. Comparison of methods of inoculation of Xanthomonas oryzae pv. oryzae in rice cultivars
CN110946050A (zh) 一种利用长春花富集枣疯病植原体的方法
CN114793812B (zh) 一种鉴定甘蔗白条病抗性的方法
Sharma et al. Characterization of Ralstonia solanacearum isolates using biochemical, cultural, molecular methods and pathogenicity tests
Mohanraj et al. Screening for red rot resistance in sugarcane
CN112111551A (zh) 一种马铃薯黑胫病抗性的鉴定方法
CN104313117B (zh) 利用葡萄白粉菌接种葡萄离体叶片快速鉴定抗病性的方法
CN103205504A (zh) 一种检测甘蔗黑穗病菌的实时荧光定量pcr方法
Iftikhar et al. Detection of Spiroplasma citri causing citrus stubborn disease in Sargodha, Pakistan
CN101845504B (zh) 用于鉴定黄瓜黑斑病抗性的引物序列及其鉴定方法
CN104212896B (zh) 一种烟草角斑病菌的分子鉴定引物及鉴定方法
CN112280890A (zh) 一种基于rpa-侧流层析技术检测荔枝霜疫霉的引物与探针组合及其检测方法
CN109468362B (zh) 一种宿根甘蔗白叶病抗性的精准鉴定方法
CN113234840A (zh) 一种快速诊断桃细菌性穿孔病的试剂盒
CN113789405A (zh) 一种基于实时荧光定量pcr检测土壤小麦赤霉病菌含量的方法
CN113061639A (zh) 一种马铃薯黄萎病病原菌致病性测定方法
Wijesekara et al. Detection of Weligama coconut leaf wilt disease phytoplasma by real-time polymerase chain reaction
CN113151523A (zh) 一种生姜青枯病雷尔氏菌的pcr检测方法
Lim et al. Cultivar resistance of Korean breeding cut-rose against crown gall by Agrobacterium tumefaciens evaluated by an in vitro inoculation
Mumtaz et al. Characterization of Erwinia amylovora causing Twig Blight of Loquat Tree in Loquat Growing Areas of Punjab and KPK, Pakistan
Dankevych et al. Express diagnostics of phytopathogenic bacteria and phytoplasmas in agrophytocenosis
Haque et al. Weather parameters largely regulate the outbreak of the rice bacterial blight: an endemic disease poses a threat to food security in Bangladesh
CN111235214B (zh) 芸薹根肿菌孢子活体定量检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant