水稻白叶枯病抗性基因的研究与分子育种

由革兰氏阴性菌黄单孢水稻变种（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｏｒｙｚａｅ ｐｖ．ｏｒｙｚａｅ,Ｘｏｏ）引起的白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害。白叶枯病是一种维管束病害,自然条件下,病菌通常由水孔或伤口侵入,沿叶脉产生灰白色病斑。田间常在分蘖期观察到病症,并随植株的生长而发展,至抽穗期达到高峰。水稻遭受白叶枯病后,一般减产２０％－３０％,严重时甚至绝收。白叶枯病最早于１８８４年在日本福岗地区发现     

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。     

水稻抗白叶枯病基因及其应用研究进展

由黄单胞菌水稻变种Xanthomonas oryzae pv.Oryzae（Xoo）引起的白叶枯病是水稻重要病害之一。目前,已有37个水稻白叶枯抗性基因被鉴定并报道,其中28个被定位到染色体上,7个被克隆。本文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。     

水稻白叶枯病抗性基因的研究与分子育种

由革兰氏阴性菌黄单孢水稻变种（Ｘａｎｔｈｏｍ ｏｎａｓｏｒｙｚａｅ ｐｖ．ｏｒｙｚａｅ,Ｘｏｏ）引起的白叶枯病是世界水稻生产中最严重的细菌性病害。白叶枯病是一种维管束病害,自然条件下,病菌通常由水孔或伤口侵入,沿叶脉产生灰白色病斑。田间常在分蘖期观察到病症,并随植株的生长而发展,至抽穗期达到高峰。水稻遭受白叶枯病后,一般减产２０％ -３０％ ,严重时甚至绝收。白叶枯病最早于１８８４ 年在日本福岗地区发现。５０年代以来,发病范围扩大,目前白叶枯病的发生范围已遍及世界各水稻产区［１,２,３］。由于其危害严重,而化学防治难以奏效,种植抗病品种是经济有效的防治方法,这引起育种家们对抗病性和遗传规律研究的重视。多年来的研究在理论上和应用上取得了许多进展,主要表现在下面几个方面：从基因对基因的学说解释寄主和病原菌的相互作用,建立了标准的单基因寄主和相对应的病原菌生理小种的鉴别系统;随着水稻基因组研究的开展,通过分子遗传图谱和物理图谱的构建,对抗性基因进行了定位和克隆;利用分子标记辅助选择和基因工程手段,开始了水稻白叶枯病抗性的分子育种工作。本文将从这几个方面对水稻白叶枯抗性基因的研究与应用进行概述和讨论。     

农杆菌介导将白叶枯病抗性基因Xa21导入水稻获得转基因植株

利用农杆菌介导的高效遗传转化系统,将白叶枯病抗性基因Xa21转入黄淮稻区主栽品种豫粳6号的胚性愈伤组织,获得转基因植株,GUS染色和PCR分析证明Xa21基因已整合到水稻基因组中,其自交T1代植株经GUS染色和白叶枯病接种鉴定呈现3：1分离,研究为培育抗白叶枯病水稻品种奠定了基础。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa21的分子生物学研究进展

由黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白叶枯病是水稻重要细菌性病害之一。迄今,已有7个水稻白叶枯病抗性基因被克隆。Xa21是第一个被克隆的白叶枯病抗性基因,因具有广谱抗性而受到广泛的关注。对Xa21的发现、定位及克隆、表达特征、编码产物XA21的生化特性、作用与调控以及XA21介导的免疫反应模式等方面的研究结果进行综述,并对今后的研究方向进行展望。     

药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位

从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系B5表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对B5与籼稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(RILs)进行了抗白叶枯病接种鉴定,采用分离集团分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA),在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱,将抗白叶枯病基因定位在第1染色体短臂的C904和R596之间,这两个分子标记间遗传距离为1．3cM。该基因对RILs群体抗病性变异的贡献率为52．96％,是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点,因此将其命名为Xa29(t)。     

水稻白叶枯病的抗性遗传

对水稻白叶枯病采用抗病品种,似乎是目 前最为经济有效的防治措施。国内外对选育抗 白叶枯病品种的研究极为重视,并已收到了良 好的效果。     

国际水稻所水稻新株系的抗性评价

为了进一步扩大我国稻种资源,丰富水稻育种材料,引进了165份国际水稻研究所在非洲进行穿梭育种的水稻新株系,于2011年和2012年在湖北生态条件下进行稻瘟病抗性、白叶枯病抗性和褐飞虱抗性的评价。评价结果表明,在165份新株系中有14份株系在宜昌和恩施2个稻瘟病病圃鉴定均表现抗或中抗稻瘟病,有40份株系同时高抗或抗白叶枯病菌株ZHE173和GD1358,有19份株系抗或中抗褐飞虱,有7份株系同时抗白叶枯病和稻瘟病,有8份株系同时抗白叶枯病和褐飞虱,有1份株系同时中抗稻瘟病、褐飞虱和白叶枯病。部分材料正在作为中间材料用于水稻育种。     

云南野生稻抗白叶枯病类Xa21基因的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

云南野生稻中的抗白叶枯病基因Xa21的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

平板拮抗测定法仍是可采用的筛选方法——与浙江省温州地区农科所微生物组商榷

《微生物学通报》6卷4期发表了浙江省温州地区农科所微生物组写的“防治水稻白叶枯病筛选放线菌方法的研究”一文,阅后颇受启发。防治水稻白叶枯病的药剂筛选方法,虽然进行过不少研究,至今仍缺少理想的方法。但是,该文中的有些提法值得商榷。首先,我们认为,该文用平板拮抗测定和盆栽测定的平行试验得出的两个结论:“两种方法之间几乎没有相关性”和“用平板拮抗测定     

分子标记辅助选择聚合Xa23,Pi9和Bt基因

利用分子标记辅助选择将高抗水稻白叶枯病的Xa23基因、广谱高抗稻瘟病的Pi9基因、抗水稻螟虫和稻纵卷叶螟的Bt基因聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。病、虫抗性鉴定结果显示：聚合了Xa23、Pi9和Bt基因的株系HB1471、HB1473能同时抗白叶枯病、稻瘟病和稻纵卷叶螟;与Xa23、Pi9基因的供体材料L10相比,对白叶枯病和稻瘟病的抗谱相同、抗性水平相当;对稻纵卷叶螟抗性与Bt基因的供体亲本MH63-Bt水平相当。Xa23、Pi9和Bt三基因纯合株系可以作为水稻育种的多抗供体材料。     

水稻抗白叶枯病基因Xa-25的分子定位

Xa-25是从体细胞突变体HX-3中鉴定出的水稻抗白叶枯病基因。通过花药培养构建了02428(粳稻)和HX-3(籼稻)的双单倍体(DH)群体,该群体包含了129个稳定株系,以我国长江流域水稻白叶枯病的代表菌株浙173对DH群体进行抗病性鉴定,抗病株系数和感病株系数分别为62和67。共选用覆盖水稻12条染色体的300对SSR引物对02428和HX-3进行多态性分析,有74对引物在双亲之间表现差异。利用这些差异引物对DH群体进行连锁分析,从而将抗白叶枯病基因Xa-25定位到第4染色体长臂末端的两个SSR标记RM6748和RM1153之间,连锁距离分别为9．3cM和3．0cM。     

稻镰状瓶霉对水稻白叶枯病的生物防治

本文研究了野生稻暗色有隔内生真菌稻镰状瓶霉与水稻的共生关系,通过根部接种DsRED荧光标记菌株,观察稻镰状瓶霉在水稻根系内的定殖,并对其抗白叶枯病特性进行调查,结果发现：经叶部接种白叶枯病菌后,对照组发病严重,病级集中在7级和9级,分别占比43.33%和34.67%,病情指数为79.26;相比之下,接种了稻镰状瓶霉的水稻植株发病较轻,叶片病斑面积小,并伴随零星黑色过敏性坏死斑出现,未发病植株占8%,72%的植株病级为1级,病情指数仅为15.26。稻镰状瓶霉对水稻白叶枯病的防治效果达到80.75%。稻镰状瓶霉的定殖能够引起叶片中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性极显著提高,分别是对照组的5.26、12.08和10.53倍;诱导PR1a和PR1b显著上调表达8.71和3.37倍,AOS、OsSAUR2和EL5基因显著下调表达0.28、0.57和0.65倍。利用野生稻内生真菌防控水稻白叶枯病,在国内外尚属首次,可为水稻白叶枯病的生物防治提供新途径。     

Lysobacter antibioticus 13-1菌株抗菌物质鉴定及对水稻白叶枯病的防治效果

【目的】为了明确对水稻白叶枯病具有优质防效的生防细菌——抗生素溶杆菌13-1菌株抗菌物质及对白叶枯病的防治效果。【方法】研究采用高效液相色谱、质谱、13C核磁共振谱、氢核磁共振谱、电喷雾质谱等分析方法。【结果】13-1产生4种抑菌活性组分:6-甲氧基-10-氧基-1-吩嗪醇、吩嗪、吩嗪-1-羧酸及1-羟基-6-甲氧基吩嗪。4种吩嗪类物质对水稻白叶枯病原细菌均具有抑菌活性。田间小区试验表明,菌株13-1发酵液对水稻白叶枯病的防效在60%以上。【结论】研究明确了菌株13-1产生的抗菌物质为吩嗪类物质,这是国内关于吩嗪类物质控制水稻白叶枯病的首次报道。     

体细胞突变体HX-3抗水稻白叶枯病基因的鉴定

以感病杂交稻恢复系明恢63的成熟胚为外植体,利用离体筛选技术获得了抗水稻白叶枯病细胞突变体HX-3。连续8年以我国长江流域白叶枯病代表菌析浙173（IV型）对HX-3的R1到R9代进行抗性鉴定,HX-3的抗病性可以稳定遗传。抗性遗传分析表明HX-3的抗性由1对显性核基因控制。1999～2000年连续两年利用我国、菲律宾和日本的32个水稻白叶枯病菌株,测定HX-3及IRBB1等13个具不同显性抗病基因的近等基因系抗性,HX-3抗谱广,且与已知显性抗病基因的抗谱不同。在此基础上,以抗白叶枯病近等基因系IRBB4、IRBB7、CBB12和IRBB21和HX-3杂交,进行等位性分析,4个杂交组合的F2代均出现抗、感分离,说明HX-3与这4个基因不等位。综合以上研究结果,HX-3具有1个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa-25(t）。     

我国水稻微核心种质资源对白叶枯病抗性的鉴定和评价

由Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)引起的白叶枯病是水稻生产中普遍发生、危害严重的一种细菌病害。本研究采用我国和菲律宾的6个Xoo代表菌株,人工接种评价了来源于我国26个省份的174份水稻微核心种质资源对白叶枯病的抗性。结果表明,来源于不同稻作区的种质资源以及籼粳亚种对白叶枯病的抗性存在明显分化,6个粳稻品种和7个籼稻品种对2个或2个以上的菌株具有抗性,其中7-304、山酒谷、麻谷子、包二幅以及古154抗谱较广。本文的研究结果将为水稻抗白叶枯病育种提供有用的信息。     

水稻品种次生物质与稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)抗性的关系

应用高效液相色谱分析了对白叶枯病具有不同抗性水平的12个水稻品种中的19个(组)次生物质色谱峰(面积)的差异及其与白叶枯病抗性水平间关系.结果表明,水稻品种抗性水平与谱峰面积值之间相关极显著(R=0.992,p<0.01),被测的19个组分中,峰1、峰2、峰8、峰10、峰12、峰14、峰16和峰18是影响水稻对稻白叶枯病抗性水平的主要抗原次生物质.建立了水稻品种对白叶枯病抗性级别与以上次生物质含量谱峰面积之间的回归模型:Y=10.7603 0.1823X1-0.2287X2 0.2163X8-2.1975X10 0.0728X12 -0.7438X14 1.1484X16-0.7795X18.研究结果表明水稻品种中起抗病作用的抗原次生物质不止一种,而是几种的组合,而且它们对水稻抗病性的贡献作用是不完全相同的,这与它们的性质与含量密切相关.提出了以抗原次生物质为标记的快速分析、鉴定、预测水稻品种对稻白叶枯病抗性水平的新途径、新方法.     

一种新的水稻生长抑制物质

植物病原菌所产生的代谢产物不仅直接引起植物病害,有的还能阻碍或促进植物的生长和发育。从水稻恶苗菌中分离出的赤霉素可以促进植物的生长。近代研究发现,引起植物叶枯病的几种病原菌,如水稻白叶枯病、稻瘟病、胡麻叶斑病、玉米小斑病、甘蔗叶枯病、高粱叶斑病等的病原菌都能产生代谢产物,给农业带来危害。