水稻稻瘟病抗性基因研究进展

水稻(Oryza sativa L.)是我国重要的粮食作物,其生长发育过程经常受到稻瘟病的威胁,严重时导致巨大的经济损失。挖掘和利用水稻稻瘟病抗性基因,培育具有广谱抗性的优良品种是目前防治稻瘟病最经济有效的方法。稻瘟病抗性基因一般为编码含有核苷酸结合结构域(nucleotide-binding,NB)和富含亮氨酸重复结构域(leucine-rich repeat,LRR)的基因家族,也被叫做NLR基因,在水稻抗稻瘟病方面发挥至关重要的作用。因此,对NLR基因的挖掘以及阐明其与对应效应因子之间的识别和激活机制,对于培育抗病品种具有重要意义。本文对水稻中NLR基因的挖掘概况、NLR蛋白与稻瘟病菌效应因子之间的识别方式,以及成对NLR蛋白作用机制进行了总结和展望,旨在为水稻抗病育种提供参考。     

水稻稻瘟病抗性基因研究概况

稻瘟病是由稻瘟病菌引起的世界性水稻病害,对水稻生产构成严重威胁。分子标记辅助培育持久抗性品种是目前解决稻瘟病抗病品种感病化问题的有效措施。稻瘟病菌-水稻之间的相互作用机理,DNA分子标记的开发与应用,稻瘟病抗性基因定位、克隆与分离及其功能表达等方面的研究进展在很大程度上影响分子标记辅助育种的进程。就此方面的研究概况作一综述。     

辽宁地区水稻资源抗稻瘟病基因的检测分析

为了明确辽宁地区水稻资源中抗稻瘟病基因的分布情况及抗病效应,选取辽宁地区水稻资源176份,鉴定了抗稻瘟病基因pi21、Pi36、Pi37、Pita、Pid2、Pid3、Pi5及Pib在这些材料中的分布情况,并接种鉴定了这些材料对稻瘟病的抗性。结果表明:176份供试材料中,83份对稻瘟病表现抗病,栽培稻、杂草稻及农家种中抗病品种所占的比率分别为41.48%、1.14%及4.54%。抗稻瘟病基因pi21、Pi36和Pi37在所有参试材料中均未检测到,且分别有74份、49份、47份、52份及89份材料携带Pita、Pid2、Pid3、Pi5及Pib的抗病等位基因。抗病基因绝大部分分布在栽培种中,农家种和杂草稻中分布较少。不含有抗稻瘟病基因和只携带单个抗病基因的材料对稻瘟病的抗性均较差,而抗病基因聚合可不同程度提高材料的抗性。经检测,不含有本试验鉴定的pi21等8个已克隆抗病基因的材料共32份,其中表现抗病的占21.87%;只携带1个抗稻瘟病基因的材料为52份,表现抗病的占17.31%;携带2个抗稻瘟病基因的材料为39份,表现抗病的占69.23%,其中以携带Pita+Pi5的材料最多(14份),且均表现抗病;携带3个抗稻瘟病基因的材料为31份,表现抗病的占77.42%,以携带Pita+Pid3+Pi5的材料抗性最强;携带4个抗稻瘟病基因的水稻材料22份,表现抗病的占72.73%,携带5个抗病基因的水稻材料未检测到。     

抗稻瘟病水稻资源抗性基因Pita、Pib、Pi9以及Pikm的分布研究

利用抗稻瘟病水稻资源品种杂交,聚合多个抗性基因是培育持久抗稻瘟病水稻新品种的主要育种途径.利用分子标记技术对水稻抗性资源进行基因型鉴定是分子辅助聚合育种的基础.通过以亚华种业科学院稻瘟病病圃抗病水稻资源为材料,利用特异性分子标记对Pi9、Pita、Pib以及Pikm基因在水稻抗稻瘟病资源的分布进行了鉴定,初步建立了抗性基因数据库.同时对抗性基因及与抗性反应的相关性进行了探讨,结果表明以Pi9为主效基因,同时聚合Pita和Pib抗性基因能提高持久抗稻瘟病能力.     

海南普通野生稻稻瘟病的抗性鉴定与评价

在苗期应用自然诱发鉴定法对海南普通野生稻(Oryza rufipogonGriff.)41个居群的410份材料进行了2年的稻瘟病(rice blast)抗性鉴定,结果表明:经过初鉴和复鉴,410份海南普通野生稻中有21份表现高抗,占5.1%,117份表现抗,占28.5%,说明海南普通野生稻具有较好的稻瘟病抗性。     

水稻广谱抗稻瘟病基因研究进展

稻瘟病是水稻生产中的最严重病害之一,由于稻瘟菌小种的高度变异性,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的危害,因此,克隆和利用广谱持久抗瘟基因被认为是解决稻瘟病问题最经济有效的策略。本文从广谱抗源的筛选与利用,广谱抗瘟基因的定位、克隆与应用等方面对水稻广谱抗稻瘟病基因研究取得的进展进行了概述,并介绍了广谱抗性分子机理的最新研究进展。基于国内外稻瘟病抗性基因研究的现状及趋势,以及我国丰富的抗瘟水稻种质资源,克隆越来越多的广谱抗瘟基因具有重要的理论与应用价值。     

海南普通野生稻稻瘟病抗性资源调查和鉴定

为挖掘海南普通野生稻稻瘟病抗性资源,2010年诱发鉴定了41个居群410份材料苗期叶瘟,2011年接种稻瘟病菌（YC25）鉴定了37个居群121份材料穗颈瘟,2012年调查了80个居群2461份材料田间自然状态的抗病性。结果表明：苗期叶瘟抗性鉴定有21份高抗、117份抗病。苗期抗、高抗叶瘟性的138份材料中穗颈瘟鉴定4份高抗和3份抗病,14份表现为田间自然抗病。苗期叶瘟鉴定不抗病或未作此鉴定材料中,4份表现为抗穗颈瘟和田间自然抗病。这些抗性材料来自海口、文昌、万宁、三亚、澄迈、东方等地。本研究为海南普通野生稻资源进一步研究和抗稻瘟病育种利用提供参考     

水稻抗稻瘟病基因资源与分子育种策略

稻瘟病是水稻主要病害之一。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、有效和安全的措施。近年来,随着植物先天免疫机制、抗病分子生物学以及水稻和稻瘟菌基因组学研究的不断深入,一系列参与病原菌识别和防卫信号传导与应答,以及外源抗菌蛋白、病原菌激发子等抗病相关基因陆续被鉴定和克隆,为提高水稻抗稻瘟病能力提供了一些新的基因资源、育种策略和技术。本文概述了国内外近年来克隆的主要抗稻瘟病基因资源及其在分子育种研究中应用的进展,提出了通过转基因手段整合不同防卫反应关键调控基因的抗稻瘟病聚合育种策略。     

稻瘟病抗性基因Pita和Pib在我国水稻主栽品种中的分布

主效抗稻瘟病基因Pita和Pib在我国很多稻区表现高水平的稻瘟病抗性,被广泛应用于我国的水稻育种和生产.但这2个基因在国内主栽品种中的分布及利用情况一直缺乏详细的资料,致使育种利用上存在着盲目性.本研究利用源于Pita和Pib基因本身的特异性分子标记,结合稻瘟病菌接种鉴定,检测和分析了我国58份水稻主栽品种(杂交稻亲本)的Pita和Pib抗性基因型.结果表明,特籼占25、佳禾早占、密阳46、测64-7等4个籼稻品种携带Pita和Pib 2个基因;籼小占等4个籼稻品种(系)和早丰9号等5个粳稻品种携带抗性基因Pita;绵恢501等5个籼稻品种(系)和粳稻品种武育粳7号、辽粳454携带抗性基因Pib.     

广东高州普通野生稻稻瘟病抗性鉴定

在苗期采用人工接种稻瘟病混合菌株对108份高州普通野生稻样本进行了稻瘟病抗性鉴定,经过初鉴和复鉴,筛选出抗级为2—3级的抗病样本3份;利用我国稻瘟病菌5个菌群7个生理小种22个菌株对初鉴表现中抗的2份种茎样本B35和C1的各2个F1单株进行苗期抗谱测定,获得全群抗性频率分别达到86．36％和81．82％的材料各1份。本鉴定结果可供高州野生稻资源的进一步深入研究和开发利用参考。     

水稻恢复系M630稻瘟病抗性改良及其代谢组研究

稻瘟病是水稻的主要病害之一,改良水稻稻瘟病抗性对水稻生产、推广具有重要意义.本研究以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9材料9311-Pi9为供体,水稻优良恢复系M630为受体,将杂交、回交与分子标记辅助选择和背景筛选相结合,获得改良恢复系M630-Pi9.主要农艺性状和稻米品质分析显示改良后的M630-Pi9及其杂交组合徽两优...     

转基因改良水稻抗稻瘟病的策略及其进展

稻瘟病是由子囊菌引起的广泛发生在世界各水稻产区的主要真菌病害。由于病原菌致病性的高度分化,使得对稻瘟病很难控制和防治。长期实践证明,培育抗病品种是稻瘟病抗病育种的主要目标。随着基因工程的发展,利用转基因技术导入外源基因改良稻瘟病抗性已成为一条新途径。现有研究表明,通过某些抗病基因、抗真菌蛋白基因、杀菌肽基因的克隆和转育,可以培育出获得对稻瘟病广谱抗性的水稻品种(系)。     

水稻品种多样性遗传分析与稻瘟病控制

以2个籼型杂交稻——汕优63(A)和汕优22(B)、2个地方糯稻品种——黄壳糯(C)和紫糯(D)和3个粳稻品种——合系41(E)、楚粳12(F)和8126(G)为材料进行抗病基因同源序列(Resistance Gene Analogue,RGA)遗传分析。结果表明,杂交稻品种间以及粳稻品种间的抗性遗传较为相似,其相似系数分别为0．86和0．84。糯稻品种间以及糯稻、杂交稻和粳稻间的抗性遗传差异较大,相似系数为0．45。聚类分析表明,RGA结果与品种的系谱来源相吻合,与品种的田间抗性基本一致。根据品种的抗性遗传差异、农艺性状和经济性状的不同,在云南籼稻区的建水和石屏县以及温暖粳稻区的泸西县分别选用5种(A／C、A／D、B／C、B／D和A／B)和2种(E／C和E／F／G)不同的品种组合进行品种多样性混合间栽控制稻瘟病田间试验,结果表明,抗性遗传差异大(相似性：0．45～0．77)的5个品种混合间栽组合对稻瘟病有极为显著的控制效果,尤其是在混合间栽中高度感病的优质地方稻品种稻瘟病的发病率、病情指数均有极显著的下降,防治效果达54．47％～92．18％;遗传差异较小(相似性：0．84～0．90)的2个混栽组合混栽对稻瘟病的控制效果不明显,稻瘟病的防治效果在15．12％～25．54％。此外,品种抗性遗传和株高差异大的品种组合具有显著的增产效果,与品种净栽相比,平均增产539．0～900．0kg／ha,增幅5．57％-10．38％;品种抗性遗传和株高相似的品种组合没有增产效果。     

籼稻品种地谷抗稻瘟病基因的遗传

籼稻地谷是我国杂效裟育种上重要的稻瘟病抗源之一。利用我国稻区的稻瘟病菌系ＺＢ１３和ＺＢ１５对地谷与感病品种江南香糯的杂效Ｆ１、Ｆ２和Ｂ１Ｆ１群体,以及地谷与感病品种丽江新团黑谷、冈４６Ｂ和８９８７的Ｆ２群体进行接种鉴定,根据抗病性的分离确认地谷对ＺＢ１３和ＺＢ１５的抗性受显性基因控制。利用菌系ＺＢ１３接种地谷和１０个具有已知抗病基因的鉴别品种及其杂交Ｆ１和Ｆ２群体,进一步证明了地谷的抗温性受１对显     

太湖流域粳稻地方品种黑壳子粳对稻瘟病抗性的遗传分析

太湖流域粳稻地方品种黑壳子粳对稻瘟病菌表现抗谱广,抗性强的特点,利用黑壳子粳与感病的云南稻地方品种丽江新团黑谷杂交获得的F1、F2和RIL群体,在苗期喷雾接种研54-04和北1两个日本稻瘟病鉴别菌系,根据抗感反应分析亲本的抗病基因组成,结果表明,黑壳子粳对菌系北1的抗性由一对显性基因控制,对菌系研54-04的抗性由两对互为独立遗传的显性基因控制,等位性测定结果和重组自交系的抗感反应表明：黑壳子粳对菌系北1的抗病基因兼抗菌系研54-04,该抗病基因与Pi-k,Pi-z,Pi-ta,Pi-b,Pi-t等5个已知抗病基因座呈非等位关系。也不是Pi-i和Pi-a基因,推断是一个未知的新基因;另一个抗病基因抗菌系研54-04,感菌系北1。     

茶树种质资源抗病性鉴定

１９８７～１９９５年开展了茶树种质资源抗病性鉴定研究．经田间和室内鉴定试验,从３４份资源材料中筛选出对茶轮斑病高抗材料１份,抗性材料１１份;从３０份资源材料中筛选出对茶苗根结线虫病高抗材料５份,抗性材料１３份．从而为抗病育种或推广生产提供了抗源材料,同时也为抗性机制及遗传规律研究提供了基础．     

水稻抗白叶枯病基因的鉴定、定位和克隆进展

由水稻黄单胞菌水稻变种Xoo引起的水稻白叶枯病是全球性的重要病害之一。已有31个水稻白叶枯抗性基因被鉴定并报道,其中18个被定位到染色体上,5个被克隆。简要综述了水稻白叶枯抗性基因的鉴定、定位和克隆的进展,并讨论了合理利用抗性基因防治白叶枯病的前景。     

松花菜种质资源评价及根肿病、黑斑病兼抗材料筛选

松花菜是目前我国花椰菜消费的主要类型。根肿病和黑斑病是直接影响松花菜产量及品质的重要病害。选育商品性好、高抗多抗品种是松花菜的主要育种目标之一。本研究首次建立了松花菜种质资源花球性状评价体系,从花球紧实度、球形、球面光滑度、球面颜色、球面蕾粒大小、二级侧枝长度、花梗颜色、球面长毛情况8个方面对66份松花菜自交系进行评价,并对不同性状赋值以便统计、比较。利用上述体系共筛选出11份花球性状优良的材料。采用苗期人工接种技术分别对松花菜根肿病和黑斑病抗性进行鉴定评价,结果显示无免疫根肿病材料,有2份高抗材料,9份抗病,16份中抗;无免疫和高抗黑斑病材料,有4份抗病材料,10份中抗。另外,兼抗两种病害的材料较少,其中GY-40对两种病害均表现抗病,GY-21对根肿病表现抗病,对黑斑病表现中抗,GY-39对两种病害均表现中抗。值得一提的是,GY-40性状优良且同时对根肿病和黑斑病具有较高抗性,是选育商品性好、抗病性强松花菜品种的理想亲本。本研究结果为评价松花菜种质资源花球相关性状提供了参考,对于规范资源的收集、整理和保存具有重要意义,同时为开展抗根肿病和黑斑病松花菜品种选育提供了优异材料。