水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型。它对亚洲各国水稻生产造成极大危害。实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法。本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议。     

云南野生稻抗褐飞虱评价及其抗性基因鉴定

褐飞虱是水稻生产中最严重的害虫之一,从野生稻中发掘抗虫基因,有利于培育具有抗虫能力强的水稻新品种。该研究通过对云南野生稻进行温室和大田抗虫鉴定以及9个已知抗褐飞虱基因的PCR鉴定,发现云南野生稻对褐飞虱表现出不同程度的抗性,尤其疣粒野生稻和药用野生稻对褐飞虱表现出高抗,可作为抗虫基因发掘的优良抗源材料;不同褐飞虱抗性的云南野生稻中含有的抗褐飞虱基因差异很大,3种野生稻中均不含Bph1和Bph18(t)抗病基因,景洪普通野生稻和元江普通野生稻可能含bph2基因,东乡普通野生稻可能含bph2、Bph15和Bph27(t)基因,疣粒野生稻中可能含bph2和bph19(t)基因,药用野生稻和药用野生稻(宽叶型)中可能含bph2和Bph6基因,药用野生稻F1中可能含bph2、Bph14和bph20(t)基因,药用野生稻F2中可能含bph2和Bph27(t)基因或者其同源基因。该研究为快速发掘利用云南野生稻中的抗虫基因奠定了理论基础。     

药用野生稻抗褐飞虱基因的RAPD标记研究

以药用野生稻1665(O.officinals)和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体为材料,利用随机引物对其抗褐飞虱基因进行了RAPD标记研究,获得3个与抗褐飞虱基因表现连锁的RAPD分子标记(S229703、S403783和S11591408)。采用MAPMAKER/EXP.Version 3.0分析,结果表明3个RAPD分子标记与抗褐飞虱基因属于同一连锁群,覆盖大小为18.1cm,标记间平均距离为4.53cm,为下一步水稻抗褐飞虱基因的精确定位和克隆奠定坚实的基础。     

抗性水稻品种对褐飞虱和白背飞虱种群参数的影响

在半自然状态下 ,用生命表方法初步比较了褐飞虱Nilaparvatalugens和白背飞虱Sogatellafurcif era在 4个抗褐飞虱水稻品种ASD7,IR3 6,JX89和Mudgo上的种群参数。初步的结果表明 ,白背飞虱在 4个抗褐飞虱水稻品种上具有较高的繁殖率 ,较短的发育时间和较大的种群增长。对褐飞虱各种群参数影响最大的是JX89,对白背飞虱影响最大的是Mudgo。与感性品种TN1比较 ,这些抗褐飞虱的水稻品种对 2种稻飞虱均具有不同程度的抗性。这些结果说明 ,抗褐飞虱水稻品种对白背飞虱同样具有一定的抗性 ,但白背飞虱对这种抗性具有较强的适应性 ,如果在一个地区长期推广抗褐飞虱的水稻品种 ,势必会导致白背飞虱的大发生     

水稻褐飞虱抗性基因研究进展

随着全球性气候变暖以及稻作区耕作栽培措施的改变,稻褐飞虱已成为严重危害水稻产量的害虫之一.综述当前水稻褐飞虱抗性基因的定位、克隆以及抗性机制的最新研究进展,并对抗褐飞虱水稻育种的利用现状作报道.     

药用野生稻对褐飞虱抗性基因的遗传分析及利用研究

从198份广西药用野生稻中筛选出3份对褐飞虱高抗（0级）的材料,用高抗材料与感虫材料杂交,结果表明其抗性是受一对显性基因控制;与14个已知抗褐飞虱基因品种杂交、回交和自交,对BC2F2后代材料进行了抗性遗传分析,等位性测定结果表明,抗源材料与已知的14个抗性基因不等位,结果发现广西药用野生稻与国外药用野生稻的抗性基因（隐性基因）不同。初步认为它是一个新的抗性基因。在利用方面,通过幼胚离体培养获得绿苗,经多代回交和自交,成功地将CC染色体组中的抗性基因转育到栽培稻中,获得了BC4F5高世代、异源附加系。     

利用回交重组自交群体检测水稻抗褐飞虱数量性状基因座

利用由98个系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系（Backcross Inbred lines,BILs）作图群体（BC1F9）,进行水稻抗褐飞虱数量性状基因座（Quantative Trait Locus,QTL）的检测和遗传效应分析。采用苗期集团鉴定方法,并以死苗率作为抗褐飞虱表型值,分析亲本和98个BILs抗褐飞虱表现。共检测到3个苗期抗褐飞虱QTL,分别位于2、10和12染色体上,各QTL的LOD值为2.01～2.33,贡献率为10.4%～16.6%,可解释群体总表型变异的39.0%。这3个数量性状基因座对褐飞虱的抗性均来自抗虫亲本Kasalath。与这些数量性状基因座连锁的分子标记可望应用于聚合多个抗性基因,培育对褐飞虱具有水平抗性水稻新品种的育种实践中。     

褐飞虱对游离氨基酸的利用

通过测定褐飞虱虫体、蜜露及稻株中16种游离氨基酸的含量及百分率组成,并进行对比分析,初步探讨了褐飞虱对游离氨基酸的利用问题。虫体、蜜露和稻株中含量最多的氨基酸分别为丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸。褐飞虱大量吸收的氨基酸是丙氨酸,稻株中含量最少的蛋氨酸和酪氨酸,在蜜露中检测不到,认为可全部被吸收利用;相反,天门冬氨酸则很少被利用,谷氨酸被利用的相对量也不多;其他氨基酸或多或少地为褐飞虱所利用。     

水稻品种对褐飞虱的田间抗性及其生态学机制

评价了7个水稻品种(浙粳22、宜香845、中组14、秀水123、二优倍九、感虫对照品种TN1和抗虫对照品种IR36)在田间成株期对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性表现,并初步分析了它们的抗性机制。结果表明,在田间网室人工诱发条件下,浙粳22、宜香845、秀水123和中组14等4个品种的抗性水平与抗虫品种IR36相同,均小于3级,表现为抗虫,而二优培九则与感虫品种TN1相同,表现为感虫。在自然发生条件下的水稻分蘖期至乳熟期,宜香845和中组14上褐飞虱数量仅为TN1上的7.84%～24.44%,秀水123和浙粳22则为TN1上的30.19%～60.27%。在4个抗性品种上褐飞虱的产卵量和卵孵化率明显减少,而若虫存活率仅为TN1上的20%～30%。与IR36相同,4个抗性品种上褐飞虱的若虫存活率和种群增长倍数均显著低于TN1上,说明他们对褐飞虱的抗性主要表现为抗生性。     

水稻品种抗性对褐飞虱和白背飞虱种群动态的影响

用ＴＮ１、Ｎ２２、ＡｓＤ７和Ｐｔｂ３３等４个抗虫性差异明显的水稻品种测定了褐飞虱和白背飞虱在它们上面的栖息率、落卵量、卵存活率、若虫存活和发育状况,以及后代种群数量表现。结果表明,Ｐｔｂ３３通过减少２种飞虱的栖息率、落卵量,降低卵和若虫存活率,延长若虫的发育时间,抑制后代的种群数量增长,表现出明显的抗性。Ｎ２２对白背飞虱、ＡｓＤ７对褐飞虱的后代种群建立与发展均表现明显的抑制作用。２种飞虱在ＴＮ１上     

高粱七种胞质恢保体系的创新与利用

通过6年10代南北育种,对征集的1000份国内外种质资源、育种试材进行大量测交育性鉴定,建立了A1至A7七种胞质恢保体系,进一步拓展和丰富了高粱杂种优势利用的基因型范围,培育出A1至A7七种胞质雄性不育系30多个系列和新胞质杂交种.通过对A1、A2、A3、A5、A6型五种胞质不育的育性恢复基因的遗传机制的研究,找到了A1、A2、A5、A6胞质不育恢复基因的差异和有许多共同恢复系和保持系的原因.研究并分析了A3胞质不育杂交种F2分离比率和A3不育系育性恢复基因的遗传方式,发现了A3胞质不育系小花不败育,培育出矮秆、穗大粒多、配合力强、育性又非常稳定的一批A3型不育系.找到了优点多、实用价值大、长期科学实践中难恢复的不育系--A3不育系的恢复系,进一步配制出A3杂交种并转育了一大批A3恢复系后代材料.     

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257/162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系,分别来自 IR_(54)及IR_(52)。 不育系54257/162-5已回交8代,不育株率100％,自交不结实。花粉败育方面,部分个体表现为典败,部分个体表现为染败,或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257/162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致,乃该不育系固有的特点。 以114恢、测64、IR_(24)、3550、测222及丰桂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及 54257/162-5测交,恢复程度有较大差异。只有3个(114恢、测64及测222)能使54257/162-5的育性恢复;2个(IR_(24)及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257/162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。 讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型,认为它是由恢复系IR_(52)经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257／162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系。分别来自IR54及IR52。不育系54257／162-5已回交8代。不育株率100%。自交不结实。花粉败育方面。部分个体表现为典败。部分个体表现为染败。或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257／162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致。乃该不育系固有的特点。以114恢、测64、IR24、3550、测222及丰挂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及54257／162-5测交。恢复程度有较大差异。只有3个（114恢、测6d及测222)能使54257／162-5的育性恢复;2个(IR24及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257／162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型。认为它是由恢复系IR52经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

YAG与He—Ne激光处理籼稻恢复系干种子的诱变育种效果的研究

用ＹＡＧ,Ｈｅ－Ｎｅ激光处理籼稻处理系恢４８－２干种子,统计了其当代其生物学效应,Ｌ２代的突变频率,几种主要性状的变异系数及广义遗传力,Ｌ２代各处理选１０个突变株与多个不良系配组,表现熟期较早,综合性状较好的组合数,ＹＡＧ激光处理的高于Ｈｅ－Ｎｅ处理的,并选育出了一个较好的新的恢复系－恢４１。     

小麦-大麦异代换系的创制及鉴定研究

利用\"缺体回交法\"以小大麦二体异附加系WBA9816作父本与阿勃缺体小麦杂交,创制小大麦异代换系.F1再用该异附加系回交,回交后代通过细胞学鉴定,筛选2n=43的双单体植株套袋自交,从自交后代群体培育出WBS02126;用原位杂交GISH和染色体C-分带技术鉴定表明,WBS02126为2D/2H异代换系;田间试验结果显示,WBS02126生长发育良好,育性基本正常,表现弱春性,叶片宽厚上挺,叶色淡绿,棒状穗,小穗排列紧密,长芒,早熟,综合抗病性好.     

东乡野生稻回交重组系的抗旱性评价体系

选用协青早B//东乡野生稻/协青早B回交重组系及其亲本共79份水稻材料,研究了水稻发芽期、苗期、孕穗期、成熟期的种子萌发抗旱指数等31个指标与东乡野生稻回交重组系抗旱性的关系.结果表明:15％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势、20％ PEG-6000溶液处理的种子萌发抗旱指数和相对发芽势及水分胁迫后最长根长、苗高、根鲜质量、根干质量、根系相对含水量、萎蔫率、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、叶片相对含水量、卷叶级别、株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗实粒数、着粒密度、结实率、千粒重等21个指标的相对值与抗旱系数或抗旱指数的相关性显著.通过逐步回归分析筛选出9个抗旱性鉴定指标:20％ PEG-6000溶液处理的相对发芽势及水分胁迫后根干质量、根系相对含水量、叶片可溶性糖含量、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、单株有效穗、结实率和千粒重的相对值.根据这些指标和偏相关系数,建立了不同时期的抗旱性评价(D值)方程和评价体系,可对东乡野生稻回交重组系抗旱性进行较好的评价.     

栽培稻—紧穗野生稻双二倍体的产生及其细胞遗传学研究

从栽培稻与紧穗野生稻杂种Ｆ１的花培再生植株Ｈ１中,筛选到Ｅ１３和Ｅ２４两个抗褐飞虱的双二倍体,并对其遗传行为进行了研究。与杂种Ｆ１相比,双二倍体表现为植株变矮,每穗颖花数减少,穗长与花药长增加,颖花变大,并具有较低的自交育性,Ｈ１代的结实率分别为２．７２％和３．５５％,Ｈ２代分别为４．２９％和４．７２％。进一步对Ｅ１３和Ｅ２４的花粉母细胞染色体配对情况进行观察,发现两者中期Ｉ染色体构型分别为０．６９Ｉ＋２３．５４Ⅱ＋０．０６Ⅳ和０．５９Ⅰ＋２３．３６Ⅱ＋０．１４Ⅳ。本研究还发现,两个材料的Ｈ２和Ｈ３植株染色体数均为２ｎ＝４８,彼此形态表现相似,说明上述双二倍体具有相对高的遗传稳定性。     

Genetic analysis and fine mapping of a rice brown planthopper (Nilaparvata lugens Stål) resistance gene bph19(t)

Genetic analysis and fine mapping of a resistance gene against brown planthopper (BPH) biotype 2 in rice was performed using two F₂ populations derived from two crosses between a resistant indica cultivar (cv.), AS20-1, and two susceptible japonica cvs., Aichi Asahi and Lijiangxintuanheigu. Insect resistance was evaluated using F₁ plants and the two F₂ populations. The results showed that a single recessive gene, tentatively designated as bph19(t), conditioned the resistance in AS20-1. A linkage analysis, mainly employing microsatellite markers, was carried out in the two F₂ populations through bulked segregant analysis and recessive class analysis (RCA), in combination with bioinformatics analysis (BIA). The resistance gene locus bph19(t) was finely mapped to a region of about 1.0 cM on the short arm of chromosome 3, flanked by markers RM6308 and RM3134, where one known marker RM1022, and four new markers, b1, b2, b3 and b4, developed in the present study were co-segregating with the locus. To physically map this locus, the bph19(t)-linked markers were landed on bacterial artificial chromosome or P1 artificial chromosome clones of the reference cv., Nipponbare, released by the International Rice Genome Sequencing Project. Sequence information of these clones was used to construct a physical map of the bph19(t) locus, in silico, by BIA. The bph19(t) locus was physically defined to an interval of about 60 kb. The detailed genetic and physical maps of the bph19(t) locus will facilitate marker-assisted gene pyramiding and cloning.     

大豆SSR标记辅助遗传背景选择的效果分析

本研究利用鲁豆4号回交转育的大豆种子脂氧酶缺失株系为材料,用IEF-PAGE鉴定大豆种子脂氧酶缺失基因,SSR标记进行遗传背景分析,通过遗传背景回复率相关分析,探索分子标记辅助遗传背景选择时所需的适宜的标记数和选择方式,期望获得可进一步回的鲁豆4号脂氧酶缺失株系。研究明确了大豆SSR标记辅助背景选择时适宜标记数目和选择方式,即先用少数标记初筛,选出遗传背景回复率较高的材料,再用适宜标记鉴定,随着世代递增,已恢复为轮回亲本的标记住点不再分析,逐代减少选择标记数目。获得了合有脂氧酶缺失基因,遗传背景与鲁豆4号差异较小的株系,可用鲁玉4号进一步回交,从而加速培育鲁豆4号脂氧酶缺失近等基因系。