甘蔗與斑茅BC1分子鑒定、抗黑穗病和花葉病初步評價

吳小斌, 王勤南, 凌秋平, 楊湛端, 陳勇生, 黃俊堅, 吳嘉云, 李奇?zhèn)?/p>

?

甘蔗與斑茅BC1分子鑒定、抗黑穗病和花葉病初步評價

吳小斌, 王勤南, 凌秋平, 楊湛端, 陳勇生, 黃俊堅, 吳嘉云*, 李奇?zhèn)?

[廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所), 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣州 510316]

為了解甘蔗()與斑茅()雜交后代作為抗病親本的利用價值，通過特異引物PCR鑒定出78份甘蔗與斑茅雜交BC1真實雜種; 通過人工接種花葉病毒和黑穗病菌，初步評價了甘蔗和斑茅雜交BC1的抗病表現(xiàn)。結(jié)果表明，甘蔗和斑茅雜交BC1的抗花葉病具有普遍性，而黑穗病抗性則出現(xiàn)分離。初步篩選出BC1無性系YCE01-48、YCE01-71、YCE01-105、YCE01-125、YCE02-184和YCE01-118可同時抗花葉病和黑穗病，有望成為甘蔗雜交利用的高抗病源親本。

甘蔗; 斑茅; 分子鑒定; 抗病

甘蔗()育種歷史與抗病育種密不可分，利用野生種質(zhì)資源創(chuàng)制優(yōu)異新親本是目前廣泛應(yīng)用的甘蔗育種方法。20世紀(jì)初，荷蘭育種家Jesweit首次提出“甘蔗高貴化育種”，并通過將熱帶種與爪哇割手密()雜交、回交，實現(xiàn)甘蔗抗花葉病育種[1]?，F(xiàn)代甘蔗品種只含有少數(shù)種質(zhì)資源的血緣，狹窄的遺傳基礎(chǔ)造成后代群體變異不足，成為甘蔗品種遺傳改良的瓶頸[1–3]。因此，充分挖掘利用甘蔗野生種質(zhì)資源、拓寬甘蔗遺傳基礎(chǔ)成為提高甘蔗選育種效率的重要途徑。

斑茅()隸屬于禾本科(Graminaceae)蔗茅屬，具有抗逆強(qiáng)、分蘗多、宿根性好、生長力旺盛、適應(yīng)性廣等優(yōu)異性狀，具有改良現(xiàn)有甘蔗品種農(nóng)藝性狀的潛力，所以倍受世界各國育種家重視[2,4–5]。1885年，Soltwedel首次提出甘蔗與斑茅雜交的想法；1941年，Janaki-Ammal利用甘蔗屬熱帶種和斑茅雜交，成功得到雜交后代[6]。1956年，我國海南甘蔗育種場開展相關(guān)研究，于1973年育成第一個真雜種F1崖城73-07，經(jīng)染色體Giemsa-C帶分帶和過氧化物酶同工酶電泳分析鑒定確認(rèn)含有斑茅血緣[7–9]；至2001年，成功應(yīng)用甘蔗與斑茅F1與甘蔗回交獲得真實的BC1，此后陸續(xù)獲得更高代無性系[10]，為斑茅種質(zhì)資源利用提供寶貴資源。

甘蔗與斑茅雜交后代優(yōu)異性狀備受矚目，在斑茅雜交利用育種進(jìn)程中，有許多已報道的雜交后代被鑒假，且有關(guān)雜交后代的抗病性評價鮮有報道, 因此對甘蔗與斑茅雜交后代的真實性鑒定與抗性評價尤為重要。本研究利用鑒定斑茅后代的特異引物EF1/ER1[10]對甘蔗與斑茅雜交BC1進(jìn)行分子鑒定，并進(jìn)行抗黑穗病和抗花葉病初步評價，為斑茅在甘蔗種質(zhì)創(chuàng)新利用研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 甘蔗與斑茅BC1真實雜種分子鑒定

試劑和供試材料 DNA提取試劑購自生工生物工程(上海)股份有限公司，Taq? Version 2.0擴(kuò)增酶、DNA Marker購自TaKaRa公司，瓊脂糖粉末購自BIOWEST公司，引物合成由賽默飛世爾科技(中國)有限公司完成。供試無性系為廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場創(chuàng)制的甘蔗與斑茅的BC1，以斑茅原種、甘蔗熱帶種Badila為對照，采集地點為廣東省翁源縣蔗區(qū)，取植株+1葉，用無菌水清潔葉片后保存于–80℃。

DNA提取和PCR鑒定 甘蔗葉片總DNA提取采用改良CTAB法，即取100~200 mg甘蔗葉片于液氮中迅速研磨至粉末，加入900L預(yù)熱至65℃的DNA提取緩沖液和100L無水乙醇，混勻后65℃水浴60 min以充分裂解細(xì)胞。10 000×離心5 min后取上清液，依次加入等體積的苯酚∶氯仿∶異戊醇(25∶24∶1)和氯仿∶異戊醇(24∶1)分別抽提1次，加入等體積-20℃預(yù)冷的異丙醇沉淀DNA，離心后沉淀用75%的乙醇洗2次、無水乙醇洗1次，風(fēng)干后溶于100L無菌水，加1L RNase A, 并于37℃水浴45~60 min，后于–20℃保存?zhèn)溆谩Ｋ酓NA均用Biophotometer生物分光光度計測定OD值和瓊脂糖凝膠電泳檢測基因組DNA完整性。PCR反應(yīng)體系為25L，包含12.5L 2×premix, 上下游引物各1L，0.5L總DNA和10L無菌水。引物EF1: 5′-GGAA-GAAAG-AAAAC-AAGGGT-3′, ER1: 5′-GGGACGG-MCMA-AACAA-AAT--T-3′[11]。PCR擴(kuò)增程序為95℃預(yù)變性5 min；93℃變性50 s，54℃退火20 s，72℃延伸40 s，共35個循環(huán)；72℃延伸5 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物采用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測，目的條帶317 bp。每樣品3次生物學(xué)重復(fù)。

1.2 抗黑穗病評價

材料 接種源為廣東省翁源縣蔗區(qū)不同田塊不同品種隨機(jī)采集黑穗鞭子混合，收集后風(fēng)干并將黑穗孢子過篩后保存于4℃。供試無性系為廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場創(chuàng)制的37份甘蔗與斑茅的BC1，以F134、NCo310和YC71-374為對照。

評價方法 抗性鑒定參考《NY/T 1786-2009 農(nóng)作物品種鑒定規(guī)范, 甘蔗》[12]中的抗黑穗病評價方法。具體操作為: 甘蔗黑穗病孢子用自來水(加少量吐溫-20作為表面活化劑)調(diào)配成孢子濃度約為5×106cfu mL–1的懸浮液，且孢子活力>80%。將種莖置于孢子懸浮液10 min，于25℃~28℃下保濕(24±2) h，促進(jìn)孢子萌發(fā)并侵入蔗芽。保濕結(jié)束后，種植于田間，常規(guī)管理。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,單行區(qū)，行長5.0 m，行距1.1 m，設(shè)3個重復(fù)，每小區(qū)每品種50個芽，6月中旬接種；待第1個黑穗病鞭子長出后，每隔14 d調(diào)查1次新長出的鞭子數(shù)，直到12月中旬為止。本試驗于廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所)翁源甘蔗育種基地新陂村試驗田進(jìn)行。

分級標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)農(nóng)業(yè)部“九五”攻關(guān)項目病害的統(tǒng)一分級標(biāo)準(zhǔn)[13]劃分為9級，1級為高抗(HR), 發(fā)病率為0~3.00%；2級和3級均為抗性(R), 發(fā)病率分別為3.01%~6.00%和6.01%~9.00%；4級為中抗性(MR), 發(fā)病率為9.01%~12.00%；5級均為中感(MS), 發(fā)病率為12.01%~25.00%；6級和7級均為感病(S), 發(fā)病率分別為25.01%~35.00%和35.01%~ 50.00%；8級和9級均為高感(HS), 發(fā)病率分別為50.01%~75.00%和75.01%~100.00%。

1.3 抗花葉病評價

材料 接種源為廣東省翁源縣翁源蔗區(qū)不同田塊不同品種隨機(jī)采集帶花葉病癥狀植株+1葉。供試無性系為廣州甘蔗糖業(yè)研究所海南甘蔗育種場創(chuàng)制的62份甘蔗與斑茅的BC1，以ROC22為對照。

評價方法 參考《NY/T 1786-2009農(nóng)作物品種鑒定規(guī)范, 甘蔗》[12]抗花葉病評價方法。具體操作為: 在春季氣溫回升至(20±2)℃，采集帶有甘蔗花葉病的多品種混合病葉，用剪刀把葉片剪碎于研缽中，加接種用緩沖液[0.01 mol L–1PBS (pH=8.0) 1 000 mL，Na2SO31.0 g]和石英砂進(jìn)行研磨，經(jīng)過3~5 min研磨，雙層紗布過濾榨汁，濾液即為帶有病毒的接種物。采用涂抹接種法，對帶有2~4片完全展開葉的甘蔗小苗進(jìn)行接種，方法是：灑少量石英砂于甘蔗植株心葉基部，以拇指和食指在接種物中沾濕，在心葉外側(cè)緊捏心葉基部，加壓輕輕搓2~3次，至擦傷葉表皮，共接種4次，每次間隔6 d。在潮濕天氣或陰天接種為佳，若是晴天，則在傍晚進(jìn)行，且保持土壤濕潤。待接種的甘蔗小苗應(yīng)是無花葉或嵌紋癥狀。從發(fā)病開始統(tǒng)計感染株數(shù)，每隔15 d調(diào)查1次，直到發(fā)病基本穩(wěn)定為止。試驗于廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所)翁源甘蔗育種基地新陂村試驗田進(jìn)行。

分級標(biāo)準(zhǔn) 依據(jù)《NY/T 1786-2009 農(nóng)作物品種鑒定規(guī)范, 甘蔗》[12]分級標(biāo)準(zhǔn)劃分為5級，1級為具免疫性，發(fā)病率為0；2級為高抗性，發(fā)病率為1%~10%；3級為中抗性，發(fā)病率為10.1%~33%；4級為具感病性，發(fā)病率為33.1%~66%；4級為高感病性，發(fā)病率大于66.1%。

2 結(jié)果和分析

2.1 甘蔗與斑茅BC1真實雜種鑒定

經(jīng)電泳檢測(圖1)，78份供試無性系均為甘蔗與斑茅雜交的真實雜種后代，其中YCE01系列55份：YCE01-3、YCE01-11、YCE01-13、YCE01-33、YCE01-34、YCE01-36、YCE01-42、YCE01-43、YCE01-45、YCE01-46、YCE01-48、YCE01-58、YCE01-59、YCE01-60、YCE01-61、YCE01-63、YCE01-64、YCE01-69、YCE01-71、YCE01-75、YCE01-80、YCE01-81、YCE01-85、YCE01-86、YCE01-87、YCE01-88、YCE01-89、YCE01-90、YCE01-92、YCE01-93、YCE01-94、YCE01-96、YCE01-97、YCE01-99、YCE01-101、YCE01-102、YCE01-103、YCE01-105、YCE01-106、YCE01-109、YCE01-112、YCE01-114、YCE01-115、YCE01-116、YCE01-118、YCE01-119、YCE01-120、YCE01-121、YCE01-123、YCE01-125、YCE01-126、YCE01-127、YCE01-129、YCE01-133和YCE01-134，YCE02系列23份：YCE02-4、YCE02-9、YCE02-16、YCE02- 20、YCE02-32、YCE02-52、YCE02-72、YCE02-82、YCE02-93、YCE02-96、YCE02-101、YCE02-105、YCE02-119、YCE02-122、YCE02-123、YCE02-164、YCE02-167、YCE02-179、YCE02-184、YCE02-185、YCE02-186、YCE02-193和YCE02-194。

2.2 抗黑穗病初步評價

從表1可見，對照種F134 (感小種2，抗小種1)的發(fā)病率為64.29%，NCo310 (抗小種2，感小種1)的發(fā)病率為36.04%，YC71-374 (高感小種1和2)的發(fā)病率為80.00%，在37份鑒定無性系中，表現(xiàn)出高抗(1級)的有6份無性系，占總數(shù)的16.21%, 分別為YCE01-48、YCE01-71、YCE01-105、YCE01- 125、YCE02-119和YCE02-184，1~3級抗性的共8份(21.62%)，高感無性系有12份(32.43%)。表現(xiàn)1級、3級、8級和9級抗性的無性系數(shù)量占總數(shù)的54.05%，表明參試的甘蔗與斑茅的BC1抗黑穗病表現(xiàn)出性狀分離。

表1 參試甘蔗與斑茅BC1抗黑穗病表現(xiàn)

HR: 高抗; R: 抗病; MR: 中抗; MS: 中感; S: 感病; HS: 高感。下表同。

HR: High resistance; R: Resistance; MR: Middle resistance; MS: Middle sensitivity; S: Sensitivity; HS: High sensitivity. The same is following Table.

2.3 抗花葉病初步評價

從表2可見，對照種ROC22的發(fā)病率為49.64%, 62份鑒定無性系中，有20份表現(xiàn)出具免疫(1級, 占總數(shù)的32.26%)，15份表現(xiàn)出高抗(2級，24.19%)，15份表現(xiàn)出中抗(3級，24.19%)，1~3級抗病的無性系共有50份(80.65%)，這表明甘蔗與斑茅的BC1對花葉病害具有普遍的抗性，是甘蔗抗花葉病遺傳改良的優(yōu)異抗源種質(zhì)資源。

3 結(jié)論和討論

3.1 甘蔗與斑茅雜交后代分子鑒定

甘蔗雜交常受授粉方式影響，從而產(chǎn)生假雜種，因此真假雜種鑒別極其關(guān)鍵。甘蔗屬間雜交后代鑒定曾采用同工酶方法，但鄧海華等認(rèn)為該方法可用于辨別真雜種而無法排除假雜種[14]，染色體鑒定方法，如Giemsa-C帶分帶[15]和熒光原位雜交[16]能有效鑒別雜交后代的真實性，但試驗流程復(fù)雜, 成本高。而基于PCR檢測的雜交后代分子鑒定具有特異性高、重復(fù)性好、操作簡便等優(yōu)點，更適合大規(guī)模群體鑒定。本試驗采用斑茅特異性引物EF1/ ER1[11,17–18]，對甘蔗與斑茅BC1雜交后代進(jìn)行檢測，3次生物學(xué)重復(fù)檢測結(jié)果一致，鑒定出的78份真實雜種后代為甘蔗斑茅雜交的利用提供了可靠的種質(zhì)資源。

本研究參試無性系的斑茅原始親本都為6倍體(2=60，=10)，基于斑茅基因組rDNA區(qū)域設(shè)計的PCR檢測位點分布在6條染色體上[19–20]，特異性高，檢測結(jié)果可靠。但隨著甘蔗與斑茅的回交代數(shù)增加，斑茅染色體會逐漸丟失，至BC3無性系普遍只有5~8條斑茅染色體[5]，對BC4以后的無性系進(jìn)行鑒定，該檢測方法靈敏度降低，甚至失效。因此,開發(fā)斑茅染色體全覆蓋的特異性引物分子鑒定體系，對于甘蔗斑茅種質(zhì)資源高代無性系的創(chuàng)制和開發(fā)利用具有重要意義。

表2 甘蔗與斑茅BC1抗花葉病表現(xiàn)

I: 免疫。

I: Immunity.

3.2 甘蔗與斑茅雜交后代抗病性利用

甘蔗鞭黑粉菌()引起的甘蔗黑穗病是中國蔗區(qū)最嚴(yán)重的甘蔗病害之一，黑穗病抗性也成為品種選育的重要指標(biāo)之一。沈萬寬等對國內(nèi)現(xiàn)有部分甘蔗品種(品系)進(jìn)行抗性評價, 僅個別品種表現(xiàn)抗病[24–25]。本文從37份甘蔗與斑茅雜交BC1無性系中篩選出具1~3級抗性的8份品種(品系)(占21.62%)，與現(xiàn)有栽培種[24–25]相比，甘蔗與斑茅雜交BC1黑穗病抗性表現(xiàn)較好。本研究采用蔗區(qū)田間直接收集黑穗病混合孢子進(jìn)行接種，使用感染不同生理小種的品種作為對照，F(xiàn)134 (感小種2，抗小種1)的發(fā)病率為64.29%，NCo310 (抗小種2，感小種1)為36.04%，YC71-374 (高感小種1和2)為80.00%，說明該試驗蔗區(qū)優(yōu)勢病原菌為生理小種2。本試驗對侵染源未進(jìn)行生理小種的準(zhǔn)確鑒定，不排除不同品種對不同病原小種存在感病差異，另有報道中國蔗區(qū)可能存在第3個黑穗病菌生理小種[26–27](目前未見其柯赫氏法則鑒定報道)，因此有關(guān)更加快速準(zhǔn)確的抗性鑒定方法有待完善更新；其次，不同蔗區(qū)的黑穗病抗性鑒定結(jié)果[13,28]存在差異，不排除環(huán)境對甘蔗抗病性和病原侵染能力的影響，準(zhǔn)確評價甘蔗抗病性還需要多年多點試驗。

甘蔗花葉病毒(sugarcane mosaicvirus, SCMV)、高粱花葉病毒(sorghum mosaic virus, SrMV)和甘蔗條紋花葉病毒(sugarcane streak mosaicvirus, SCSMV)為甘蔗花葉病病原物[29]，嚴(yán)重危害甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)[30–31]。李文鳳等在電鏡下對云南省21份栽培種進(jìn)行觀測，結(jié)果表明樣品均感染甘蔗花葉病, 并存在病原復(fù)合侵染[32]。Li等對我國33份斑茅野生種質(zhì)資源進(jìn)行SrMV抗性鑒定，33份斑茅無性系中有22份(66.7%)呈中抗至高抗[33]。本研究共有50份(占80.65%)呈1~3級抗性，表明甘蔗與斑茅的BC1可能成為甘蔗抗花葉病遺傳改良的優(yōu)良抗源親本, 這與吳嘉云等[34]的研究結(jié)果相似。

目前，國內(nèi)外對于甘蔗與斑茅雜交后代的病害抗性鑒定報道較少。本研究對甘蔗與斑茅雜交BC1采用人工接種花葉病毒和黑穗病菌，結(jié)果表明，甘蔗與斑茅雜交BC1對花葉病表現(xiàn)普遍抗性，對黑穗病抗性表現(xiàn)分離，其中YCE01-48、YCE01-71、YCE01- 105、YCE01-125、YCE02-184和YCE01-118無性系對兩種病源均呈現(xiàn)抗性，可進(jìn)一步鑒定和挖掘其作為抗性親本的利用價值。

3.3 甘蔗與斑茅雜交BC1染色體遺傳與抗病性

甘蔗染色體遺傳構(gòu)成復(fù)雜，甚至同一植株不同體細(xì)胞的染色體數(shù)目也可能存在差異[35]，且其配子存在單價體、二價體、三價體等[36]，Piperidis等通過GISH對甘蔗與斑茅雜交后代BC1無性系進(jìn)行檢測，結(jié)果表明BC1含斑茅染色體數(shù)為21~30，其染色體構(gòu)成為2+[37]，2來自F1。吳嘉云的研究表明，12份BC1無性系的染色體數(shù)目為116~130條, 其中含有斑茅的數(shù)目為22~35條，而其母本，即甘蔗與斑茅雜交F1代含有斑茅染色體數(shù)目在28~30條，驗證了BC1染色體構(gòu)成為2+，且BC1染色體存在超2現(xiàn)象[5]。同時還觀察到甘蔗與斑茅染色體發(fā)生易位，這進(jìn)一步加劇甘蔗與斑茅雜交后代染色體組成復(fù)雜程度。本研究結(jié)果表明BC1黑穗病抗病性表現(xiàn)分離，這可能與BC1斑茅染色體的2及超2構(gòu)成有關(guān)。

[1] CHEN R K. Modern Sugarcane Genetic Breeding [M]. Beijing: China Agriculture Press, 2011: 1–17. 陳如凱. 現(xiàn)代甘蔗遺傳育種 [M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2011: 1–17.

[2] HUANG Y J, WU J Y, LIU S M, et al. Chromosome genetic and karyotype analysis of F1hybrids betweenandbased on GISH [J]. J Plant Genet Resour, 2014, 15(2): 394–398. doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2014.02.025. 黃永吉, 吳嘉云, 劉少謀, 等. 基于GISH的甘蔗與斑茅F1染色體遺傳與核型分析 [J]. 植物遺傳資源學(xué)報, 2014, 15(2): 394–398. doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2014.02.025.

[3] LI Q W. Modern Technology for Sugarcane Improvement [M]. Guang- zhou: South China University of Technology Press, 2000: 2–9. 李奇?zhèn)? 現(xiàn)代甘蔗改良技術(shù) [M]. 廣州: 華南理工大學(xué)出版社, 2000: 2–9.

[4] HUANG Y X, LUO T, LIU X H, et al.Chin J Trop Crops, 2016, 37(2): 220–225. doi: 10.3969/j. issn.1000-2561.2016.02.002. 黃玉新, 羅霆, 劉昔輝, 等. 甘蔗與斑茅割手密復(fù)合體(GXAS07- 6-1)雜交后代的染色體遺傳分析 [J]. 熱帶作物學(xué)報, 2016, 37(2): 220–225. doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.02.002.

[5] WU J Y. The chromosome inheritance for the hybrid progeny of.L. and.and germplasm resistance preliminary evaluation [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2013: 122. 吳嘉云. 甘蔗與斑茅后代染色體遺傳分析及抗性初步評價 [D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2013: 122.

[6] JANAKI-AMMAL E K. Intergeneric hybrids of[J]. J Genet, 1941, 41(2/3): 217–253. doi: 10.1007/BF02983021.

[7] FU C, DENG H H, CHEN X W. Research and utilization ofat Hainan Sugarcane Breeding Station [J]. Sugar Canes, 2003(6): 1–5,14. doi: 10.3969/j.issn.1005-9695.2003.06.001.符成, 鄧海華, 陳西文. 海南甘蔗育種場斑茅研究利用 [J]. 甘蔗糖業(yè), 2003(6): 1–5,14. doi: 10.3969/j.issn.1005-9695.2003.06.001.

[8] LIU S M, FU C, WU Q W, et al. Breeding and selection of BC1ofat Hainan sugarcane breeding station [J]. Chin J Trop Agric, 2007, 27(3): 9–12. doi: 10.3969/j.issn.1009-2196.2007. 03.003. 劉少謀, 符成, 吳其衛(wèi), 等. 斑茅雜種甘蔗BC1選育研究 [J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 27(3): 9–12. doi: 10.3969/j.issn.1009-2196.2007.03. 003.

[9] WU N Y, QI J W. Identification of the hybrids betweenRetz. and sugarcane varieties [J]. J S China Agric Univ, 1987, 8(2): 28–34. 吳能奕, 戚經(jīng)文. 甘蔗×斑茅遠(yuǎn)緣雜種的鑒別 [J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1987, 8(2): 28–34.

[10] LIU S M, FU C, CHEN Y S. Utilization ofprogeny through backcross over the last decade at Hainan sugarcane breeding station [J]. Sugar Canes, 2007(2): 1–6,17. doi: 10.3969/j.issn. 1005-9695.2007.02.001. 劉少謀, 符成, 陳勇生. 近十年海南甘蔗育種場斑茅后代回交利用研究 [J]. 甘蔗糖業(yè), 2007(2): 1–6,17. doi: 10.3969/j.issn.1005-9695. 2007.02.001.

[11] ZHENG X F, ZHANG M Q, LI Q W, et al. Utilization and charac- terisation of the genuine intergeneric hybrids from the cross ofand.(2): Molecular identification of genuine hybrids from the cross ofand.[J]. Mol Plant Breed, 2004, 2(1): 35–42. doi: 10.3969/j.issn.1672-416X.2004.01.006. 鄭雪芳, 張木清, 李奇?zhèn)? 等. 甘蔗斑茅的雜交利用及其雜種后代鑒定系列研究(二): 甘蔗斑茅遠(yuǎn)緣真實雜種的分子鑒定 [J]. 分子植物育種, 2004, 2(1): 35–42. doi: 10.3969/j.issn.1672-416X.2004.01. 006.

[12] The Ministry of Agriculture of the People?s Republic of China. NY/T 1786–2009 Criterion for appraisal of sugarcane variety [S]. Beijing: China Agriculture Press, 2010.中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. NY/T 1786–2009農(nóng)作物品種鑒定規(guī)范甘蔗 [S]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2010.

[13] WANG W Z, HE H, ZHU Q Z, et al. Evaluation of some new introduced sugarcane varieties for smut resistance [J]. Chin Agric Sci Bull, 2010, 26(15): 285–288. 王維贊, 何紅, 朱秋珍, 等. 引進(jìn)甘蔗新品種對黑穗病抗性的鑒定 [J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2010, 26(15): 285–288.

[14] DENG H H, LIAO Z Z, LI Q W, et al. Breeding and isozyme marker assisted selection of F2hybrids fromspp.×[J]. Sugar Canes, 2002(1): 1–5. doi: 10.3969/j.issn.1005- 9695.2002.01.001. 鄧海華, 廖兆周, 李奇?zhèn)? 等. 斑茅F2雜種選育與同工酶標(biāo)記輔助選擇 [J]. 甘蔗糖業(yè), 2002(1): 1–5. doi: 10.3969/j.issn.1005-9695. 2002.01.001.

[15] GILL B S, KIMBER G. Giemsa C-banding and the evolution of wheat [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1974, 71(10): 4086–4090. doi: 10.1073/ pnas.71.10.4086.

[16] RAYBURN A L, GILL B S. Use of biotin-labeled probes to map specific DNA sequences on wheat chromosomes [J]. J Hered, 1985, 76(2): 78–81. doi: 10.1093/oxfordjournals.jhered.a110049.

[17] ZHANG M Q, CHEN R K, ZHENG X F, et al. DNA identification method for hybrid of sugarcane and: CN, CN1566362A [P]. 2005-01-19. 張木清, 陳如凱, 鄭雪芳, 等. 甘蔗斑茅雜種的DNA鑒定方法: 中國, CN1566362A [P]. 2005-01-19.

[18] ZHENG X F. Utilization ofrelated generaand identification the genuine hybrids from the cross ofand[D]. Fuzhou: Fujian Agriculture and Forestry University, 2004: 68. 鄭雪芳. 甘蔗近緣屬植物斑茅的利用與真實雜種鑒定研究 [D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2004: 68.

[19] D?HONT A, RAO P S, FELDMANN P, et al. Identification and charac- terisation of sugarcane intergeneric hybrids,×, with molecular markers and DNAhybridisation [J]. Theor Appl Genet, 1995, 91(2): 320–326. doi: 10. 1007/BF00220894.

[20] SUN K Y. Ploidy level and DNA content ofas determined by flow cytometry and the association with biological characteristics [D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2015: 84. 孫凱燕. 基于流式細(xì)胞術(shù)的斑茅倍性和DNA含量分析及其與生物學(xué)特征的關(guān)聯(lián)研究[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2015: 84.

[21] McMARTIN A. Sugar-cane smut: Reappearance in Natal [J]. S Afr Sugar J, 1945, 29: 55–57.

[22] TOM L, BRAITHWAITE K, KUNIATA L S. Incursion of sugarcane smut in commercial cane crops at Ramu, Papua New Guinea, Vol. 39 [C]. Cairns: Australian Society of Sugarcane Technologist, 2017: 377–384.

[23] SINGH N, SOMAI B M, PILLAY D. Smut disease assessment by PCR and microscopy in inoculated tissue cultured sugarcane cultivars [J]. Plant Sci, 2004, 167(5): 987–994. doi: 10.1016/j.plantsci. 2004.05.006.

[24] SHEN W K, JIANG Z D, YANG Z D, et al. New resistance identi- fication method and resistance evaluation of sugarcane varieties to smut disease [J]. J Huazhong Agric Univ, 2014, 33(2): 51–56. doi: 10. 13300/j.cnki.hnlkxb.2014.02.005. 沈萬寬, 姜子德, 楊湛端, 等. 甘蔗抗黑穗病的鑒定新方法及其品種抗性評價 [J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2014, 33(2): 51–56. doi: 10. 13300/j.cnki.hnlkxb.2014.02.005.

[25] SHEN W K, YANG Z D, LIU F Y. Identification and evaluation of some sugarcane varieties or clones for smut resistance [J]. J Huazhong Agric Univ, 2014, 33(5): 40–44. doi: 10.13300/j.cnki.hnlkxb.2014.05.032.沈萬寬, 楊湛端, 劉福業(yè). 甘蔗品種(品系)對黑穗病的抗性鑒定與評價 [J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2014, 33(5): 40–44. doi: 10.13300/j. cnki.hnlkxb.2014.05.032.

[26] HUO X J, LI C S, LU R S. Evaluation of several sugarcane varieties for smut resistance in Guangxi [J]. Sugar Crops China, 2013(4): 29–31. doi: 10.3969/j.issn.1007-2624.2013.04.011. 霍秀娟, 李朝生, 陸榮生. 廣西部分甘蔗品種對黑穗病的抗性測定 [J]. 中國糖料, 2013(4): 29–31. doi: 10.3969/j.issn.1007-2624.2013.04.011.

[27] SHEN W K, DENG H H. Analysis of results from smut resistant identification in sugarcane varieties introduced [J]. Chin Agric Sic Bull, 2011, 27(19): 234–238. 沈萬寬, 鄧海華. 引進(jìn)甘蔗品種黑穗病抗性鑒定及結(jié)果分析 [J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2011, 27(19): 234–238.

[28] CHEN S, ZENG Z J, SHEN W K, et al. Identification and evaluation on sugarcane parents against smut [J]. Acta Agric Boreali-Sin, 2016, 31(S1): 432–437. doi: 10.7668/hbnxb.2016.S1.073. 陳雙, 曾澤鑒, 沈萬寬, 等. 甘蔗親本黑穗病抗性鑒定與評價 [J]. 華北農(nóng)學(xué)報, 2016, 31(S1): 432–437. doi: 10.7668/hbnxb.2016.S1.073.

[29] LIANG S S, LUO Q, CHEN R K, et al. Advances in researches on molecular biology of viruses causing sugarcane mosaic [J]. J Plant Prot, 2017, 44(3): 363–370. doi: 10.13802/j.cnki.zwbhxb.2017.2015212. 梁姍姍, 羅群, 陳如凱, 等. 引起甘蔗花葉病的病原分子生物學(xué)進(jìn)展 [J]. 植物保護(hù)學(xué)報, 2017, 44(3): 363–370. doi: 10.13802/j.cnki. zwbhxb.2017.2015212.

[30] SINGH M, SINGH A, UPADHYAYA P P, et al. Transmission studies on an Indian isolate of sugarcane mosaic potyvirus [J]. Sugar Technol, 2005, 7(2/3): 32–38. doi: 10.1007/BF02942526.

[31] VISWANATHAN R, BALAMURALIKRISHNAN M. Impact of mosaic infection on growth and yield of sugarcane [J]. Sugar Technol, 2005, 7(1): 61–65. doi: 10.1007/BF02942419.

[32] LI W F, DING M, FANG Q, et al. Preliminary identification of sugar- cane mosaic pathogeny in Yunnan [J]. Sugar Crops China, 2006(2): 4– 7. doi: 10.3969/j.issn.1007-2624.2006.02.002.李文鳳, 丁銘, 方琦, 等. 云南甘蔗花葉病病原的初步鑒定 [J]. 中國糖料, 2006(2): 4–7. doi: 10.3969/j.issn.1007-2624.2006.02.002.

[33] LI W F, WANG X Y, HUANG Y K, et al. Screening sugarcane germplasm resistant to sorghum mosaic virus[J]. Crop Prot, 2013, 43: 27–30. doi: 10.1016/j.cropro.2012.09.005.

[34] WU J Y, LIU S M, DENG Z H, et al. Preliminary evaluation for resistance of some progenies fromand[J]. J Fujian Agric For Univ (Nat Sci), 2013, 42(6): 565–569. doi: 10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2013.06.013. 吳嘉云, 劉少謀, 鄧祖湖, 等. 甘蔗與斑茅若干雜交后代抗性初步評價 [J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2013, 42(6): 565–569. doi: 10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2013.06.013.

[35] LI F S, LIN W F, HE S C. Identification of intergeneric F1hybrids between.and.[J]. Chin J Trop Crop, 2004, 25(4): 102–105. doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2004.04.020. 李富生, 林位夫, 何順長. 甘蔗與蔗茅屬間雜交F1代真實性的鑒定 [J]. 熱帶作物學(xué)報, 2004, 25(4): 102–105. doi: 10.3969/j.issn.1000- 2561.2004.04.020.

[36] JANNOO N, GRIVET L, DAVID J, et al. Differential chromosome pairing affinities at meiosis in polyploid sugarcane revealed by molecularmarkers [J]. Heredity, 2004, 93(5): 460–467. doi: 10.1038/sj.hdy.6800524.

[37] PIPERIDIS G, CHRISTOPHER M J, CARROLL B J, et al. Molecular contribution to selection of intergeneric hybrids between sugarcane and the wild species[J]. Genome, 2000, 43(6): 1033–1037. doi: 10.1139/g00-059.

Molecular Identification and Resistance Evaluation to Smut and Mosaic Disease with BC1of×

WU Xiao-bin, WANG Qin-nan, LING Qiu-ping, YANG Zhan-duan, CHEN Yong-sheng, HUANG Jun-jian, WU Jia-yun*, LI Qi-wei*

[Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangdong Provincial Bioengineering Institute (Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute), Guangzhou 510316, China]

In order to understand the utilization value of hybrids betweenandas resistant parents, the resistance to smut and SCMV of some progenies BC1from×were evaluated by artificial inoculation of pathogens. The results showed that most of BC1had the resistance to SCMV, and the resistance to smut was segregative among progenies. The BC1clones YCE01-48, YCE01-71, YCE01-105, YCE01-125, YCE02-184 and YCE01-118 showed co-resistance to smut and SCMV. So, they could be used as parents with high disease resistance for sugarcane breeding.

;;Molecular identification;Disease resistance

10.11926/jtsb.3926

2018-04-16

2018-07-08

國家自然科學(xué)基金項目(31571730, 31701488, 31401440)；廣東省科技計劃項目(2014A030304027, 2015A030302030, 2017A030303048)；廣東省自然科學(xué)基金項目(2015A030313696, 2015A030310286)；國家糖料產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-170107)；廣東省科學(xué)院專項資金(2017GDASCX-0105)資助

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 31571730, 31701488, 31401440), the Project for Science and Technology Planning in Guangdong (Grant No. 2014A030304027, 2015A030302030, 2017A030303048), the Natural Science Foundation in Guangdong (Grant No. 2015A030313696, 2015A030310286), the Project for National Sugar Industry Technical System of China (Grant No. CARS-170107), and the Special Projects of Guangdong Academy of Sciences (Grant No. 2017GDASCX-0105).

吳小斌(1990~ )，男，碩士，主要從事甘蔗病害、分子設(shè)計育種方面研究。E-mail: wuxiaobin@163.com

E-mail: jiayunng@163.com, liqiwei66@163.com