Castner Range National Monument

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20
Jun

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Blattrost, verursacht durch Puccinia triticina (Pt), ist eine der wichtigsten Krankheiten des Weizens weltweit und kann zu Ertragsverlusten von bis zu 70% führen (Kolmer, 2005). Während Weizen inhärente Abwehrmechanismen hat, um Krankheiten zu widerstehen, hat eine Betonung der Auswahl für hohe Erträge und andere wünschenswerte Eigenschaften zu einer engen genetischen Basis für Krankheitsresistenz geführt (Borlaug, 2007). Die Freisetzung resistenter Sorten ist die beste Strategie, um Blattrost zu kontrollieren und die Produktionskosten und das Risiko von Umweltverschmutzung durch Fungizidnutzung zu reduzieren (Bariana, 2003; Bariana et al., 2007; Bariana und Bansal, 2017). Viele Blattrostresistenzgene wurden identifiziert und in Weizen genannt (McIntosh et al., 1995; McIntosh et al., 2013; Bariana und Bansal, 2017). Resistenzgene umfassen zwei Kategorien; (ASR) und Erwachsenen-Pflanzenwiderstand (APR). Die ASR-Gene sind während des gesamten Lebenszyklus der Pflanze wirksam, während erwachsene Pflanzenresistenzgene nur im Stadium der Erwachsenenpflanze wirksam sind. Die Mehrheit der offiziell benannten Gene confer ASR (McIntosh et al., 1995; McIntosh et al., 2013). ASR-Gene zeigen eine überempfindliche Reaktion auf eine hohe Resistenz gegen avirulente Pathogenisolate. Sie sind jedoch anfällig für den Zusammenbruch, wenn sich der Erreger entwickelt, um Virulenz zu erhalten. Die ASR-Gene können im Sämlingsstadium unter Gewächshausbedingungen identifiziert werden. Im Gegensatz dazu exprimieren APR-Gene in den Postseedling-Stadien und verzögern das Wachstum von Krankheitserregern.

Sie gelten aufgrund ihrer Rasse als unspezifisch. Beispiele für pleiotrope APR-Gene sind Lr34/Yr18 (Singh, 1992), Lr46/Yr29 (Singh et al., 1998), Lr67/Yr46/Sr55 (Hiebert et al., 2010; Herrera-Fossel et al., 2011), Lr68 (Herrera-Foessel et al., 2012) und Lr75 (Singla et al., 2017). Einige APR-Gene zeigen rassenspezifische Reaktionen, darunter Lr12 (McIntosh et al., 1995) und Lr22b (Dyck, 1979). Während Lr48 und Lr49 von Saini et al. (2002) der überempfindlichen Kategorie auf der Grundlage monozyklischer Flaggenblatttests zugeordnet wurden, beobachteten Bariana und Bansal (unveröffentlichte Ergebnisse), dass diese Gene unter polyzyklischen Infektionsbedingungen im Feld langsam rosten. Wir verwendeten hochdichte Genotypisierung und durchflusssortierte Chromosomensequenzierung, um die Genomregion auf chromosom 4B mit Lr49 als ersten Schritt zur Entwicklung eines diagnostischen Markers für die Marker-unterstützte Selektion und zum Klonen dieses Gens zu kartieren. Genetische Kartierung der VL404/WL711 RIL Population mit dem iSelect 90K Weizen-SNP-Perlenchip-Array lokalisierte Lr49 auf ein 3,3-cM-Intervall. Nachfolgende Kartierung mit KASP-Markern, die auf Nukleotidvariationen abzielen, die aus durchflusssortierten Chromosomensequenzen der Elternlinien VL404 und WL711 identifiziert wurden, die voraussichtlich über den physikalischen Bereich, der Lr49 im Pseudomolekül des chinesischen Frühlingschromosoms 4B entspricht, kacheln, reduzierte das Lr49-Intervall weiter auf 1,0 cM ( Abbildung 1 ). Acht bis zehn Samen von je RIL und Eltern wurden in Töpfen mit 9 cm Durchmesser als vier Linien pro Topf gesät. Zwanzig Gramm Volldünger Aquasol gelöst in 10L Leitungswasser wurde auf Töpfe mit Topfmischung vor der Aussaat gefüllt aufgetragen.

Die Pflanzen wurden vor der Impfung in einem rostfreien Mikroklimaraum bei 20°C bis zur 4. Blattstufe angebaut. Harnstoff wurde jede Woche vor der Impfung mit Lr49-avirulent Pt Pathotyp 76-1,3,5,10,12 (Kultur Nr. 539) angewendet. Das in Bansal et al. (2008) beschriebene Impfverfahren wurde befolgt. Rust Response Assessments wurden 18 bis 20 Tage nach der Impfung unter Verwendung der Infektiierungsart (IT) durchgeführt, die in McIntosh et al. (1995) beschrieben ist.

Kurz 0-4 InfektionstypSkala wurde verwendet und RILs klassifiziert 3 wurden als resistent und >3 anfällig. VL404 (Lr49) und WL711 zeigten Infektionstyp (IT) X (mesothetische Sanresponse, die mehr als zwei Infektionstypen auf demselben Blatt umfasst) bzw. IT3+, wenn sie mit Pt Pathotyp 76-1,3,5,10,12 im 4. Blattstadium unter Gewächshausbedingungen geimpft wurden.

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