水稻抗褐飞虱基因Bph3和Bph24(t)的聚合育种利用

在水稻(Oryza sativa)的生产实践中,常常会受到褐飞虱(Nilaparvatal lugens)等多种病虫害的威胁。聚合不同抗性基因,培育抗性品系,是应对各种生物胁迫最有效的策略。传统香稻由于其自身抗性等条件限制,无法大面积推广。本研究结合分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)技术,以含有抗褐飞虱基因Bph3或Bph24(t)的供体亲本与含有抗稻瘟病基因(Pi2、Pib或Pimh)、抗白叶枯病基因(Xa23)或香味基因(badh2)的优质三系杂交水稻保持系和恢复系进行多亲本复合杂交。将抗褐飞虱基因聚合到优良水稻品系中,筛选获得41个含有抗褐飞虱基因且与其他目的基因以不同组合方式相聚合的稳定品系。抗性鉴定、香味检测和农艺性状测定表明,各聚合品系的褐飞虱抗性水平较受体亲本均有明显提升,且具有双抗、三抗和/或香味等优良表型。这些新品系为多抗、优质水稻新品种的选育提供新的种质材料。     

野生毛葡萄远缘杂交后代离体培养研究

以MS、1/2MS、GS三种培养基为基本培养基,以及在1/2MS培养基上分别附加6-BA 1.0mg/L+IAA 0.1mg/L和6-BA 1.0mg/L+NAA 0.1mg/L两组植物生长调节剂,对野生毛葡萄及其远缘杂交种后代213、741、196、296、B₂等6个品种(种类)进行茎段腋芽萌发离体培养试验。结果表明:1/2MS培养基为基本培养基最适宜茎段腋芽的诱导萌发;NAA对毛葡萄及其杂交种后代的萌芽生长影响明显,若单独使用,对绝大多数品种的茎段腋芽萌发有明显的抑制作用,与IAA交替使用,则对茎段腋芽萌发有促进作用。     

用SSR标记分析广西香稻与南亚香稻的遗传多样性

利用16对分布于水稻12条染色体上的SSR引物分析78份来自南亚的香稻资源和18份广西种植的香稻的遗传多样性。结果表明:在南亚的香稻资源中,每对引物检测到的等位基因数为3~13个,平均每个位点的等位基因数为5.31个,广西的香稻资源中,每对引物检测到等位基因数2~9个,平均每个位点的等位基因数为3.44个;南亚香稻资源平均多态信息含量(PIC)为0.55,广西香稻资源平均PIC为0.41;南亚香稻资源平均基因多样性(Hs)为0.60,广西香稻资源平均Hs为0.47;说明了南亚香稻资源比广西香稻资源具有更为丰富的遗传多样性。聚类结果表明,大部分的南亚香稻资源或大部分的广西香稻资源各自聚为一类,说明大部分南亚和广西的香稻种质资源存在遗传差异性和地理远缘性。     

野生稻细菌性条斑病抗性资源筛选及遗传分析

对1655份普通野生稻（Oryza rufipogon Griff．）和31份药用野生稻（0．officinalis Wall．ex Watt）进行了细菌性条斑病（Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,简称细条病）抗性鉴定,结果发现在普通野生稻中有57份抗病材料,其中3级抗性有31份,占总数的1.87％;5级中抗有26份,占总数1.57％。在药用野生稻资源中,有15份抗病材料,占总数的48.4％。选取了8份普通野生稻抗性资源（分别命名为DP1、DP3、DP5、DP9、DP15、DP16、DP17和DP20）与9311杂交,再自交或与9311回交后,分别获得BC1、F1和F2后代。在接种鉴定中发现这些抗性资源的BC1或F1所有植株均对细条病表现感病,说明这8份材料的抗性属于隐性遗传。在DP3与9311杂交的F2群体中,抗感植株的分离比符合1：15的比例,说明DP3的抗性由2对隐性重叠作用基因控制。研究结果表明,在野生稻中可以获得一批具有较大利用价值的细条病抗性资源,其中药用野生稻资源中抗性材料所占的比例较大。     

野生稻细菌性条斑病抗性资源筛选及遗传分析

对1655份普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)和31份药用野生稻(O. officinalis Wall. ex Watt)进行了细菌性条斑病(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola,简称细条病)抗性鉴定,结果发现在普通野生稻中有57份抗病材料,其中3级抗性有31份,占总数的1.87%;5级中抗有26份,占总数1.57%.在药用野生稻资源中,有15份抗病材料,占总数的48.4%.选取了8份普通野生稻抗性资源(分别命名为DP1、DP3、DP5、DP9、DP15、DP16、DP17和DP20)与9311杂交,再自交或与9311回交后,分别获得BC1、F1和F2后代.在接种鉴定中发现这些抗性资源的BC1或F1所有植株均对细条病表现感病,说明这8份材料的抗性属于隐性遗传.在DP3与9311杂交的F2群体中,抗感植株的分离比符合1∶ 15的比例,说明DP3的抗性由2对隐性重叠作用基因控制.研究结果表明,在野生稻中可以获得一批具有较大利用价值的细条病抗性资源,其中药用野生稻资源中抗性材料所占的比例较大.     

CRISPR/Cas9介导基因组编辑培育糯稻不育系WX209A

糯稻作为特种稻米每年在我国和广西都有一定比例的消费,为了培育高产糯稻品种,本研究利用CRISPR/Cas9介导基因组编辑技术将高产的非糯性品种转为糯性品种,对水稻优良保持系209B中的W_x位点进行定点编辑,并转育成糯稻不育系WX209A。209A又名银丰A,是优良籼稻不育系,已组配出一批水稻品种在广西、广东、江西等地进行大面积推广。本研究针对该保持系的Wx基因选择合适的靶位点,构建sgRNA表达盒与 YLCRISPR/Cas9载体连接,利用农杆菌介导转化209B;对T_0、T_1代转化植株定点编辑位置进行PCR检测和测序分析及测定转化植株精米直链淀粉含量,筛选出无外源转化原件的纯合保持系WX209B并转育出不育系WX209A。结果表明,T_0代材料中Wx位点的突变频率高达69.2%,其中纯合缺失突变率占26.9%;对T_1代纯合突变体的调查分析结果表明,多数W_x基因突变体能显著降低直链淀粉含量,所获得的糯稻保持系WX209B直链淀粉含量仅1%,糯性品质优良,其他形态、经济性状没发生显著的改变,所转育的糯稻不育系WX209A具有重要的利用价值。     

转拟南芥NPR1基因桂99 T3代植株的抗病性及农艺性状表现

以转拟南芥AtNPR1基因的恢复系品种桂99T3代纯合株系为材料,考查其农艺性状及其抗病性,并比较转基因植株与桂99侵染水稻白叶枯病菌后的农艺性状。结果表明:转基因植株表现出对水稻白叶枯病的抗性显著增强77%以上;穗长、剑叶长、有效穗数、一次枝梗数、每穗实粒数、单株产量和谷粒宽等农艺性状与未转基因桂99无显著差别。在受到水稻白叶枯病菌侵染后,转基因植株的一次枝梗数、每穗粒数、每穗实粒数和单株产量等方面均比对照桂99高出13%～78%。说明AtNPR1基因增强了水稻的抗病能力,从而降低了病害引起的产量损失。转基因植株的恢复力不受影响,稻米品质比桂99更加优良。本工作为转基因水稻抗病育种的研究奠定了基础。     

水稻细菌性条斑病和抗性育种研究进展

水稻细菌性条斑病(简称细条病)是由Xanthom onas oryzae pv. oryzicola侵染引起的全球性病害,对水稻生产构成严重威胁。发掘和利用新抗源、定位克隆抗性基因及深入了解病原菌—水稻之间的相互作用机理等对于水稻抗细条病研究有重要意义。本文主要介绍了细条病的抗性鉴定与抗源筛选、抗性基因遗传分析与分子标记定位、抗性基因的克隆、抗性育种的研究现状,提出了加快抗细条病育种研究进程的建议。