甜菜胞囊线虫抗性基因Hs1pro-1和cZR3提高大豆胞囊线虫抗性的分子机制研究

线虫会对很多农作物造成危害，全世界范围内每年由线虫造成的经济损失达77亿美元左右。大豆是我国的主要油料作物和植物蛋白质的主要来源，胞囊线虫病的危害已严重制约着大豆的生产，我国10个大豆主产省平均每年受害面积达130多万公顷，平均减产30％～50 %，严重时甚至绝收。关于大豆胞囊线虫抗性的分子育种和分子机制研究，由于缺少合适的大豆胞囊线虫抗性基因和难于转化，国内研究者很少。本研究采用发根农杆菌（A. rhizogenes）和根癌农杆菌（A. tumefaciens）介导相结合的方法将二个甜菜胞囊线虫抗性基因Hs1pro-1和cZR3转入大豆中，研究这二个基因对大豆胞囊线虫抗性的作用和提高大豆胞囊线虫抗性的分子机理，为大豆胞囊线虫抗性的转基因育种提供理论依据。

胞囊线虫病是危害大豆最严重的病害之一，全世界主产大豆的10个国家每年因SCN损失达1.9亿美元，我国10多个省的栽培大豆均不同程度地受到SCN 的危害，受害面积达130多万公顷，平均减产30％～50 %，严重时甚至绝收。目前防治大豆胞囊线虫方法主要有轮作、杀线虫剂使用和采用抗线虫品种等，但均存在一定局限性。随着植物寄主与线虫之间相互作用机制的深入以及分子遗传操作技术的成熟，利用抗性基因了解寄主和病原物之间的抗性机理已成为可能。.本项目主要以从甜菜中克隆的胞囊线虫抗性基因Hs1pro-1和大豆中的CC-NBS-LRR结构的抗性基因KR3为目的基因，研究二个抗性基因对大豆胞囊线虫的抗性机制，并应用于胞囊线虫抗性育种。通过该项目的三年研究主要得到以下结果：（1）优化和建立了根癌农杆菌介导和发根农杆菌介导的大豆转化体系，大豆农杆菌介导转化效率平均可达3-10%；（2）构建设了以草丁膦作为筛选标记农杆菌介导转化载体pHs1和pKR3，并采用这二个转化载体进行根癌农杆菌和发根农杆菌的转化，得到了一批T3代的转Hs1pro-1和KR3基因的转化后代。（3）T0代及转基因后代均采用草丁膦涂抺、bar试纸条法、PCR法进行鉴定证书，并对转基因后代均进行了基因表达分析；（4）建立了胞囊线虫离体接种方法，以感病品种Lee和抗病品种作为对照，对T2代种子进行了胞囊线虫抗性鉴定，发现感病品种和未转化的野生型大豆均表现不主根和侧根发育不良，侧根明显减少，并引起了根变褐腐烂；转基因植株根部形态基本没有受胞囊线虫侵染的影响，根系发育基本正常，表现出一定的胞囊线虫的抗性。关于Hs1pro-1和KR3基因的胞囊线虫抗性机制，目前还正在进一步研究中。.