水稻回交世代中两个抗纹枯病主效数量基因的鉴定与标记辅助选择

对水稻品种特青与Lemont杂交组合的F2 单株无性系群体,进行 2年有重复的抗水稻纹枯病QTLs定位,在特青的第 9号染色体和Lemont的第 11号染色体上分别定位到了 1个主效抗纹枯病QTL,各自命名为qSB 9和qSB 11。从该F2 定位群体中,根据位点双侧标记带型,选取 2个位点均为感病等位基因纯合的 2个单株作为双感亲本,均为抗病等位基因纯合的 1个单株作为双抗亲本,分别与轮回亲本特青和Lemont进行回交。标记辅助选择始于BC2F1 及以后的各回交世代,并于BC2F1 和BC4F1 世代进行了病原菌人工接种鉴定。鉴定结果表明,qSB 9和qSB 11确实存在于原定位区间,各等位基因也在回交过程中被成功选择。BC3F2 采用秧田期大群体标记检测,从中选取符合要求的单株,分别混合得到特青背景下的双感纯合系, Lemont背景下的双感、双抗纯合系,将这些纯合系连同轮回亲本同时种植于扬州大学农学院试验田和江苏里下河农科所试验田, 2次重复,随机区组设计,进行接种实验。结果表明: 1 )相同背景下的不同纯合系间在发病程度上存在极显著的差异,不同纯合系的病情严重程度依次为:Lemont双感系>特青双感系>Lemont>特青 >Lemont双抗系; 2 )2个位点上的抗性等位基因qSB 9和qSB 11单独存在时,分别可减轻病级 1 2级左右,同时存在时可减轻病级 2级左右;     

水稻抗纹枯病遗传育种研究进展

纹枯病是世界性水稻病害, 在中国南方部分水稻种植区已成为水稻第一大病害. 但对水稻抗纹枯病遗传育种研究却进展缓慢. 抗性鉴定方法、抗病基因定位和抗性资源发掘是抗病遗传育种研究中的最重要内容, 亦是抗病品种选育的基础. 本文综述了近年提出的水稻纹枯病抗性鉴定方法, 对抗病基因QTL进行物理图谱整合, 分析了抗病QTL的定位概况, 同时对抗源发掘和抗病育种方面的新进展进行了归纳与讨论, 最后提出下一步研究方向, 以期为加速水稻抗纹枯病遗传育种进程提供帮助.     

水稻纹枯病菌多聚半乳糖醛酸酶基因RsPG5的克隆与功能分析

【背景】纹枯病是水稻最重要的病害之一,目前对其病菌致病机制的研究还较少。【目的】鉴定更多水稻纹枯病菌致病基因,为纹枯病的防治提供理论依据。【方法】采用3''-RACE方法获得RsPG5基因全长,并使用ExPASy等在线软件对其编码产物的结构及生物学特性进行分析,测定其编码产物的致病功能。【结果】RsPG5具有7个外显子和6个内含子,编码区全长1 263 bp,可编码420个氨基酸。编码产物为糖苷水解酶GH28家族成员,具有真菌多聚半乳糖醛酸酶特有的保守序列NTD、DD、GHG和RF(I)K,并且有一个含15个氨基酸的信号肽;二级结构由α-螺旋、β-折叠和随机卷曲螺旋构成,并且可形成4个二硫键;三级结构为由α-螺旋、β-折叠和随机卷曲螺旋按右手螺旋规则形成的具有裂隙区的特定空间结构,裂隙区可能负责着其酶活功能。生物学性质预测表明,RsPG5为稳定、易溶于水的外泌性蛋白,主要定位于细胞壁、液泡和线粒体。RsPG5具有明显的多聚半乳糖醛酸酶活性,可分解果胶,破坏水稻叶鞘细胞;针刺接种分蘖末期水稻叶鞘,72 h后可形成明显的褐色坏死斑;将纹枯病菌接种至水稻叶鞘,在病菌致病过程中RsPG5可上调表达。【结论】RsPG5是一个典型的多聚半乳糖醛酸酶蛋白,为水稻纹枯病菌的重要致病因子。     

水稻稻瘟病和纹枯病抗性鉴定方法

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物, 但稻瘟病和纹枯病等病害严重危害水稻的产量和品质, 给我国乃至全球粮食安全带来巨大威胁。鉴定水稻抗病资源、克隆抗病基因、揭示抗性机理并在育种中加以利用, 对抵御水稻病害和保障粮食安全具有十分重要的作用。准确评价水稻资源的抗病性, 是开展抗病机理研究和育种生产应用的关键环节。该文详述了水稻幼苗期人工喷雾接种、分蘖期和孕穗期田间注射接种与离体叶片戳伤接种的稻瘟病抗性鉴定方法, 以及水稻分蘖期田间接种、孕穗期温室接种和离体茎秆接种的纹枯病抗性鉴定方法, 以期为同行鉴定水稻资源、开展抗病理论和应用研究提供参考。     

水稻纹枯病菌Rspg1基因的克隆、表达及其编码产物生物信息学分析

【目的】为克隆、表达水稻纹枯病菌Rspg1基因,明确其编码产物的生物学特性,为研究该基因在病菌致病过程及与寄主互作中的作用提供理论依据。【方法】据GenBank提供的相关序列设计特异引物扩增目的基因,并对之进行原核表达和生物信息学分析。【结果】从水稻纹枯病菌基因组DNA中扩增出一1395 bp的目的片段。RT-PCR分析表明,该片段为Rspg1基因的完整开放阅读框,含有5个内含子(278-334,57 bp;545-601,57 bp;657-715,59 bp;1090-1155,66 bp;1244-1304,61 bp),编码区为1 095 bp,编码一含有364个氨基酸的蛋白。原核表达Rspg1基因,表达产物大小约为40 kDa,具明显的多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)活性,活性值为277.78 U/mg。生物信息学分析表明,RsPG1中含有所有生物PG特有的严格保计序列180NTD、202DD、223GHG和255RIK,存在一18个氨基酸的信号肽分子;二级结构以α-螺旋、β-折叠和随机卷曲为其基本结构单元,6个半胱氨酸残基形成3个二硫键,跨膜结构预测以从胞内向胞外分泌为主;三级结构为10个重复的β-折叠环按右手螺旋规则排列形成的螺旋结构,形成一个开放的有活性的裂隙结构。【结论】Rspg1基因编码产物为一40 kDa蛋白,具明显的PG(Polygalacturonase,PG)活性,以胞外分泌为主,且有一个开放的有活性的裂隙结构。