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.     

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.     

国外引进水稻种质资源的稻瘟病抗性基因检测与评价

为了筛选出福建省水稻稻瘟病重发区育种中可利用的新抗性资源,在福建省上杭县对156份外引水稻种质资源进行了2年田间自然诱发鉴定,并对Pi2、Pi9、Pi5、Pi54、Pikm、Pita、Pia和Pib等8个稻瘟病抗性基因做了分子检测。结果表明:156份资源对苗瘟、叶瘟、穗颈瘟和综合抗性表现抗病的分别有10份、14份、29份和26份,且苗瘟抗性级别与叶瘟抗性级别(r=0.816,P<0.01)、苗瘟抗性级别与穗颈瘟抗性级别(r=0.347,P<0.01)、以及叶瘟抗性级别与穗颈瘟抗性级别(r=0.344,P<0.01),均呈极显著正相关。分子标记检测到携带稻瘟病抗性基因Pi9、Pi2、Pi54、Pikm、Pi5、Pib、Pia和Pita的水稻资源分别有1、6、20、22、37、88、101和106份,其中携带稻瘟病抗性基因Pi9和Pi2的水稻资源的抗性表现较好,表现抗病的超过60%,携带其他稻瘟病抗性基因的水稻资源表现抗病的均在50%以下;水稻资源携带0~6个稻瘟病抗性基因,随着携带抗性基因数目增加,抗病率呈上升趋势,综合抗性等级呈下降趋势。进一步研究发现,携带Pi9+Pi5+Pikm+Pia、Pi5+Pib+Pita+Pikm+Pia和Pi2+Pi54+Pib+Pita+Pikm+Pia等3个基因型的水稻资源,稻瘟病抗性较好。最后,筛选了8份稻瘟病抗性较好的材料,提供育种者参考、利用。     

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。     

宁夏水稻代表性种质及后代抗稻瘟病基因型分析北大核心CSCD

以96份宁夏水稻代表性种质资源和47份杂交后代为试验材料,采用宁夏稻瘟病菌生理小种人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行稻瘟病抗性的大田鉴定和病圃鉴定,评价了每个材料的稻瘟病抗性;同时采用8个主效抗稻瘟病基因的功能标记对上述材料进行抗病基因的分子检测,得到了28个不同的抗稻瘟病基因型,将不同基因型的稻瘟病抗性评价进行了差异显著性分析。结果表明,同时含有Pita、Pib、Pikm、Pikh、Pi9和Pi5共6个抗病基因组成的基因型的水稻材料对稻瘟病的抗性极显著高于其他基因型的抗性。Pita基因单独与Pikm、Pikh、Pi2、Pi5基因聚合时均表现出正向聚合效应,其中Pita与Pikh基因的聚合效应最强。当Pib与Pita+Pikh聚合时,表现出负向聚合效应。这为宁夏地区通过基因聚合方法选育广谱持久抗稻瘟病水稻新品种提供了重要的参考依据。     

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。     

宁夏水稻代表性种质及后代抗稻瘟病基因型分析

以96份宁夏水稻代表性种质资源和47份杂交后代为试验材料,采用宁夏稻瘟病菌生理小种人工接种和自然诱发相结合的方法对其进行稻瘟病抗性的大田鉴定和病圃鉴定,评价了每个材料的稻瘟病抗性;同时采用8个主效抗稻瘟病基因的功能标记对上述材料进行抗病基因的分子检测,得到了28个不同的抗稻瘟病基因型,将不同基因型的稻瘟病抗性评价进行了差异显著性分析。结果表明,同时含有Pita、Pib、Pikm、Pikh、Pi9和Pi5共6个抗病基因组成的基因型的水稻材料对稻瘟病的抗性极显著高于其他基因型的抗性。Pita基因单独与Pikm、Pikh、Pi2、Pi5基因聚合时均表现出正向聚合效应,其中Pita与Pikh基因的聚合效应最强。当Pib与Pita+Pikh聚合时,表现出负向聚合效应。这为宁夏地区通过基因聚合方法选育广谱持久抗稻瘟病水稻新品种提供了重要的参考依据。     

黄淮区粳稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm的分子检测

利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54 和Pikm的功能标记对2016年山东省水稻中晚熟组区试、机插秧组区试的32个参试品系及连云港农业科学院科企水稻联合体黄淮粳稻区试16个品系进行了分子标记检测,结合稻瘟病抗性接种鉴定,对基因型与表型进行相关性分析。结果表明48个品种中携带Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pikm抗性基因的品种数分别为15个、25个、26个和21个,其中鲁资稻7号、连粳14JD24含有4个基因的抗性等位基因,YS-6-6、济稻1号、D400等13个品种分别含有3个基因的抗性等位基因,临稻10号、丰稻2号、天和糯303等8个品种不含抗性等位基因。稻瘟病鉴定结果表明,48份品种中,济稻1号、圣稻072、连粳14JD24等4个品种表现中抗（MR）;临稻10、YS-6-6、圣稻053等26个品种表现中感（MS）;晶稻180、临13-105、圣稻504等15个品种表现感病（S）;H11-15、润农9号、晶稻160表现高感（HS）。Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm 4个抗性基因已在黄淮区粳稻抗稻瘟病育种中得到广泛应用。其中Pikm与稻瘟病抗性综合指数存在显著相关性（r=0.477 5,P<0.01）。     

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     

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)。     

辽宁水稻品种抗灰飞虱鉴定及其抗性机制研究

为探明辽宁地区水稻品种对本地灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)的抗性水平及其抗虫机制,本研究利用改进的苗期集团鉴定法,以IR36为抗虫对照品种、武育粳3号为感虫对照品种,对42份辽宁地区主栽水稻品种和研究待推广品种进行了水稻苗期对灰飞虱抗性鉴定,并从中选取20份不同抗性水平的品种进行了排趋性和抗生性的测定。结果表明:从42份水稻材料中仅筛选出1份抗虫材料辽优5218,中抗品种11份,其余均为感虫或高感品种。在不同水稻类型中,杂交稻的抗虫性普遍较常规稻强,而从水稻株型上看,抗性品种大多为披散型。抗虫机制研究发现,抗虫品种辽优5218和中抗品种港育129兼具排趋性和抗生性,是非常理想的抗性种质资源,中抗品种港源8号和粳优558具有很强的排趋性,也是较为理想的抗性资源,为抗性机制的深入研究提供了材料。但大部分省内主栽主推品种不具备对灰飞虱的抗性,应引起重视。     

我国东北稻区稻瘟病的研究进展

东北水稻种植区是我国粳稻的主产区,长期以来稻瘟病是生产中危害最严重的病害之一。本研究就近30年来东北稻区稻瘟病菌优势种群和优势小种变迁,主栽品种抗性进行了综述,分析了已鉴定的稻瘟病抗性基因在东北稻区的利用价值,同时对该地区稻瘟病研究存在的问题与今后的研究方向进行了讨论,以期为水稻抗稻瘟病的育种提供参考。     

35S驱动Pib基因启动区和编码区的转基因初步分析

将包含Pib基因启动区及下游完整编码区的9.9 kb DNA片段克隆到双元载体pPZP2Ha3(+)中, 构建了35S驱动的正义表达载体pNAR701(20.3 kb); 同时将Pib基因编码区6 986~9 392 bp之间的DNA片段, 克隆到双元载体pPZP2Ha3(-)中, 构建了35S驱动的反义表达载体pNAR703(12.8 kb); 用农杆菌介导法转入中感稻瘟病水稻品种R109中。PCR、Southern blot鉴定以及转基因T0代种子的潮霉素抗性鉴定证明, 目的基因已经整合到R109基因组中, 并能在后代稳定遗传。Northern blot分析表明含有启动区及下游完整编码的Pib基因片段在35S驱动下能够在转基因后代中表达。对T1代苗期转基因植株和分蘖期离体叶片进行抗稻瘟病初步分析, 结果显示pNAR701转基因植株对稻瘟病生理小种ZD1和ZG1的抗性较对照增强, 而转反义片段的pNAR703转基因植株对稻瘟病的抗性较对照减弱。     

利用微卫星标记鉴定水稻的稻瘟病抗性

应用水稻稻瘟病抗性基因Pid(t)紧密连锁的微卫星标记RM262对含有该抗病基因的品种地谷与感病品种江南香糯和8987的杂交F2群体进行遗传分析和抗性鉴定,结果表明,RM262的PCR扩增物在抗、感品种之间的多态性较好;在2个F2群体中,RM262和抗病基因间的重组率分别为5.74%和8.17%,应用该标记的抗性纯合和杂合带型选择抗性植株,其准确率可达98%以上。此外,还就分子标记辅助育种进行了讨论。     

利用二代测序技术高通量分析水稻品种间抗病性差异的分子基础

稻瘟病和白叶枯病是由稻温病菌(Magnaporthe oryzae)和白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)引起的两种主要水稻病害,也是制约中国水稻生产的主要病害。为了从DNA水平探索造成水稻感病品种‘丽江新团黑谷’(LTH)和高抗品种‘特特普’(Tetep,TTP)间抗病性差异的分子基础,该研究对其已知的3个抗稻瘟病基因和3个抗白叶枯基因所在DNA区段分别进行PCR扩增,将等量混合的PCR产物再与基因组重测序样品按Ct值差值(ΔCt)~10的比例混合,采用二代测序技术进行一次性测序和比较分析,并对有差异的基因区域进行常规传统测序验证,以确定这2个品种中抗性基因(R基因)的数目和结构与品种抗病或感病表型的关联性。实验结果表明,二代测序能够快速并准确地寻找到2个不同水稻品种中多个特定基因的序列差异,且差异位点与常规测序结果相符。从LTH和TTP这2种抗性不同水稻品种在多个抗性基因的DNA水平差异来看,有差异的抗性基因位点在高抗品种TTP中大都与原始抗性基因序列相同,而对应的普感品种LTH的抗性基因往往多表现为氨基酸突变,这些序列差异很可能就是导致TTP与LTH抗性差异的分子基础。     

苦参凝集素蛋白基因转化水稻的研究

以水稻杂交品种‘云资粳41号’为受体材料,通过农杆菌介导法将苦参凝集素蛋白基因(SFL)导入水稻细胞,采用氯酚红法和PCR检测外源基因是否整合到水稻基因组中。结果显示:外源基因成功转入水稻基因组,并获得一批转基因水稻植株;转基因植株叶片离体接种稻瘟病菌的检测结果显示,转基因植株与对照(非转基因植株)相比有明显的抗性,证明SFL基因在水稻中得到表达。研究表明,基于SFL基因所具备的广谱抗菌作用,可以预期所得转基因水稻植株很可能对水稻的多种病原菌具有良好的抗性,为选育新的抗稻瘟病水稻新品种以及拓宽栽培稻抗病遗传基础增加抗稻瘟病基因奠定了基础。     

广西水稻地方品种耐冷性鉴定及相关分析

对419份广西水稻地方品种初级核心种质进行芽期、苗期的耐冷性鉴定及相关分析,结果表明:广西水稻地方品种芽期、苗期耐冷性主要集中在7级和9级,总体耐冷性较弱。芽期、苗期极强耐冷种质(1级)分别为24份和27份,占参试总数的5.73%和6.44%,其中10份种质芽期和苗期均表现极强耐冷(1级)。芽期、苗期耐冷性呈极显著正相关(r=0.66)。粳稻芽期、苗期耐冷性均显著高于籼稻;粘糯稻之间耐冷性差异是由籼粳稻类型的耐冷差异引起的;来自高寒山区稻作区的品种芽期和苗期平均耐冷表现最强。利用34个SSR标记与芽期、苗期耐冷性进行Pearson相关分析,在第7和第9染色体上,各鉴定出1个同时与芽期和苗期耐冷性相关联的位点。本研究为水稻芽期、苗期耐冷育种提供新的抗源材料,并为水稻耐冷基因定位及机理研究奠定基础。     

稻瘟病抗病基因Pia的抗性分析及精细定位

稻瘟病是水稻最主要的病害之一.持久抗性品种可以通过聚合不同类型的抗病基因而获得.利用中国10个地区的稻瘟病群体对日本鉴别品种(爱知旭)所持的抗病基因Pia进行了抗谱分析.该基因除了在江苏群体中表现为强效抗性之外,在其他群体中均表现为弱效抗性.利用爱知旭/Kasalath的F2作图群体,通过重组体筛选、精细定位以及共分离...     

江苏省稻瘟病菌的毒性多样性及水稻品种的抗病性

在13个已知日本抗病基因品种上检测1997－1999年采集自江苏省吴江,赣榆,通州,高邮和宜兴等5个代表地区的324个稻瘟病菌株的毒性,结果可将上述菌株划分为90种毒性类型,表明江苏省稻瘟病菌存在着丰富的毒性多样性,毒性类型组成在地区间存在较大的差异,并且随着时间的推移,稻瘟病菌毒性类型组成有差异加大的趋势,在已知抗病基因品种上测定江苏省稻瘟病菌的毒力,结果显示：Pi-k^3,Pi-ta,Pi-ta^2和Pi-sh等抗病基因对江苏省的稻瘟病菌的抗谱很窄,而Pi-i,Pi-z,Pi-z^t和Pi-b等抗病基因的抗谱比较宽,可作为抗源加以利用,用6个代表性毒性类型菌株接种江苏省80筱水稻主载品种和新育成品种,品种抗性分析表明,上述水稻品种中的籼稻和杂交稻对江苏省稻瘟病菌具有较高的抗性,而粳稻品种的抗性较差,上述研究结果为利用水稻品种抗性多样性控制稻瘟病提供了依据。     

应用分子标记技术改良京作1号的稻瘟病抗性

稻瘟病是危害水稻产量的重要生物胁迫之一。实践证明,解决这一问题的最有效方法是培育具广谱、持久稻瘟病抗性的品种并推广种植。本研究以优质、高产、感稻瘟病的京作1号为轮回亲本,与稻瘟病抗性基因Pi9、Pigm和pi21的供体材料进行杂交、回交和复交,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,培育不同的单基因导入系和聚合系。苗期人工接种多个稻瘟病菌的结果显示,Pi9抗性改良系的抗性频率达到100%,Pigm抗性改良系平均为90%,均极显著高于轮回亲本京作1号的抗性频率,且农艺性状与京作1号基本一致。pi21抗性改良系的抗性水平与京作1号没有明显差异,单株产量极显著低于京作1号。与轮回亲本相比,Pi9和pi21聚合系的抗性频率极显著提高,达到93.33%,但单株产量明显降低。研究结果证实了Pi9和Pigm基因在大幅度提高抗瘟性的同时对主要农艺性状影响小,都具有较大的育种利用价值。基因pi21抗谱较窄,抗性不强,且可能存在对产量的负效应,不宜单独用来改良水稻品种的稻瘟病抗性,需要与抗性强的主基因聚合,通过多次回交和自交打破该基因与产量的不利连锁累赘。