小麦白粉病抗性基因的聚合及其分子标记辅助选择

采用了在早代进行抗性鉴定、淘汰感病株、保留抗病株继续种植、较晚世代（F4代）进行抗性鉴定结合分子标记辅助选择的策略,提高了选到聚合抗性植株的效率。利用与Pm2、Pm4α、Pm8、Pm21紧密连锁或共分离的RFLP标记和PCR标记（SCAR标记）,对含有这些基因的优良品系间配制的杂交组合的F4代进行了分子标记辅助育种选择,并结合抗性鉴定,筛选到14株Pm4α Pm2I的植株,16株Pm2 Pm4α的植株,6株Pm8 Pm21的植株。应该引起注意的是,Pm2 Pm4α对混合白粉病菌的抗性达到高抗至免疫水平,而Pm2和Pm4α单独存在时抗性较差,表明聚合抗病基因植株的抗性提高了,为培育具有持久性抗性的品系或品种提供了新思路,它在实践和理论研究上都将具有重要意义。     

三基因聚合改良恢复系福恢673的稻瘟病抗性

为了改良水稻优良恢复系福恢673的稻瘟病抗性,以该恢复系为轮回亲本,以携有3个稻瘟病抗性基因(Pi-1、Pi-9和Pi-k~h)的优质恢复系金恢1059为供体亲本,通过回交育种结合分子标记辅助选择,选育出10个导入了这3个抗稻瘟病基因的福恢673近等基因系,其遗传背景恢复率为92.96%–98.59%。抗性鉴定结果表明,这些近等基因系及其与不育系宜香A配制的杂种一代均表现抗稻瘟病,抗性明显强于对照福恢673和宜优673,且半数以上杂种一代基本保留了原组合的主要优点。用近等基因系Line 9配组的杂交稻新组合两优7283和金泰优683在区试中均表现出产量高、稻瘟病抗性强、生育期适中等特点,表明该近等基因系具较好的应用前景。     

水稻稻瘟病抗性基因研究概况

稻瘟病是由稻瘟病菌引起的世界性水稻病害,对水稻生产构成严重威胁。分子标记辅助培育持久抗性品种是目前解决稻瘟病抗病品种感病化问题的有效措施。稻瘟病菌-水稻之间的相互作用机理,DNA分子标记的开发与应用,稻瘟病抗性基因定位、克隆与分离及其功能表达等方面的研究进展在很大程度上影响分子标记辅助育种的进程。就此方面的研究概况作一综述。     

利用分子标记辅助选择改良珍汕97的稻瘟病抗性

利用回交育种中产生的回交群体，结合前人的研究结果构建了Pi1基因区域的局部分子标记连锁图，通过BC1F2家系的接种结果判断其基因型。将Pi1定位在RFLP标记RZ536与SSR标记RM144之间，图距分别为9．7cM、6．8cM，从而建立了一套完整的以PCR为基础的分子标记辅助选择体系。通过分子标记和抗性验证两种选择方式相结合，经过三代回交将Pi1区段快速导入受体亲本珍汕97B中。在BC3F1中利用15条ISSR引物扩增的167条随机分布在基因组中的多态性带筛选背景，得到4个背景较好的单株。经过纯合筛选及抗性验证后共得到17个带有抗性基因Pi1的改良珍汕97株系。试验表明微卫星标记在正向选择、负向选择及背景选择中都起到极大的作用。     

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。     

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.     

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。     

水稻抗性基因定位及相关分子标记研究进展

水稻是一种重要的粮食作物。而选育高抗性良种是有效防治病虫的危害,增加水稻单位面积产量的一项关键措施。了解水稻本身抗性的遗传信息是进行抗性育种的基础。现代生物技术的发展为抗性育种提供了新途径。本文较系统地概述了水稻对稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱、稻叶暗抗性基因定位及相关分子标记研究的最新发展,为利用分子标记进行了水稻抗性育种及抗性基因克隆提供参考文献。     

作物基因聚合分子育种

基因聚合分子育种与常规育种技术相结合已成为今后作物育种的主流方向。基因聚合分子育种主要包括遗传转化基因聚合分子育种和分子标记筛选基因聚合分子育种。本文简要综述了近年来作物基因聚合分子育种的研究进展,分析了遗传转化基因聚合分子育种以及分子标记基因聚合分子育种技术的研究方法及基因聚合分子育种存在的问题。     

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;     

抗褐飞虱水稻品种的培育及其抗性表现

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是危害水稻的主要虫害之一,发掘和利用新的抗褐飞虱基因培育抗性品种是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。抗褐飞虱基因来自药用野生稻的抗虫品种B5,对褐飞虱生物型1和2具有高度抗性,B5携带的抗性基因Bph14被定位在第3染色体上。本研究以B5-10为抗源,以优良杂交稻亲本扬稻6号为受体亲本,通过复交和回交,利用与Bph14紧密连锁的分子标记MRG2329在后代中进行分子标记辅助选择,通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择,最后育成恢复系R476和杂交组合广两优476。采用苗期群体鉴定技术对R476和广两优476的褐飞虱抗性进行了鉴定,R476和广两优476的抗性水平分别为中抗和中感。广两优476在稻飞虱发生较重的稻田进行试种示范,与对照品种扬两优6号和两优培九相比,广两优476对稻飞虱表现出明显的抗性。研究结果表明在育种过程中利用分子标记辅助选择Bph14基因是培育抗褐飞虱水稻品种的有效途径之一。     

有机稻田内不同生态措施对褐稻虱种群的控制作用

应用害虫生态控制理论和方法,以抗性品种、施用有机肥、种植对天敌具有助迁或保护作用的植物为基础,将稻田放鸭、薇甘菊(MikaniamicranthaKunth)乙醇提取物、现代苦楝油(MeliaazedarachL.)等各项生态措施,科学、合理地组配成褐稻虱Nilaparvatalugens(Stl)种群生态控制系统,研究其对褐稻虱种群的控制作用。结果表明稻田放鸭对褐稻虱若虫具有60.92%的控制效果,现代苦楝油200倍对褐稻虱种群的作用优于薇甘菊乙醇提取物1gDW·100mL-1,不同生态措施组合对褐稻虱自然种群的控制作用显著,但其联合作用效果与组合组分不成正比例增长。所组建的生态措施组合可将褐稻虱种群数量降至经济阈值以下,完全可达到持续控制褐稻虱种群的目的。     

褐飞虱和白背飞虱的取食为害对水稻营养生长的影响

对塑料钵栽培的水稻进行罩宠试验,研究了褐飞虱和白背飞虱在不同若虫密度下取食为害对水稻营养生长的影响．结果表明,两种飞虱的成虫干重、水稻叶面积和其地上部干重因若虫密度的增加而下降．叶片干重占地上部干重的比例和稻株分配给叶片干物质量随为害程度的加重而增大;褐飞虱和白背飞虱总干重（X）与稻株地上部损失量（Y）之间存在着极显著的线性关系．两种飞虱干重每增加1mg,水稻地上部干重则分别损失26.01mg和21．90mg．讨论了稻飞虱取食为害对水稻致害的可能机制．     

Carboxylesterase genes in nitenpyram-resistant brown planthoppers,Nilaparvata lugens

Carboxylesterases (CarEs) represent one of the major detoxification enzyme families involved in insecticide resistance. However, the function of specific CarE genes in insecticide resistance is still unclear in the insect Nilaparvata lugens (Stål), a notorious rice crop pest in Asia. In this study, a total of 29 putative CarE genes in N. lugens were identified, and they were divided into seven clades; further, the β-esterase clade was significantly expanded. Tissue-specific expression analysis found that 17 CarE genes were abundantly distributed in the midgut and fat body, while 12 CarE genes were highly expressed in the head. The expression of most CarE genes was significantly induced in response to the challenge of nitenpyram, triflumezopyrim, chlorpyrifos, isoprocarb and etofenprox. Among these, the expression levels of NlCarE2, NlCarE4, NlCarE9, NlCarE17 and NlCarE24 were increased by each insecticide. Real-time quantitative polymerase chain reaction and RNA interference assays revealed the NlCarE1 gene to be a candidate gene mainly involved in nitenpyram resistance, while simultaneously silencing NlCarE1 and NlCarE19 produced a stronger effect than silencing either one individually, suggesting a cooperative relationship in resistance formation. These findings lay the foundation for further clarification of insecticide resistance mediated by CarE in N. lugens.     

Bacterial reproductive manipulators in rice planthoppers

Rice planthoppers (Hemiptera: Delphacidae) are notorious pests for rice (Oryza sativa) in Asia, posing a serious threat to rice production and grain security. Rice planthoppers harbor diverse bacterial symbionts, including Wolbachia, Cardinium, Spiroplasma, and Arsenophonus, which are known to manipulate reproduction in arthropod hosts. This microreview is to introduce current knowledge of bacterial reproductive manipulators in rice planthoppers, including their diversity, population dynamics, localization, transmission, and biological functions.     

有机稻田褐稻虱种群动态及天敌作用分析

为组建有机稻田褐稻虱Nilaparvata lugens(Stl)种群生态控制系统,系统调查实施有机耕作1年后褐稻虱种群动态,并应用生命表技术评价自然天敌的作用。结果表明,有机晚稻田中褐稻虱种群发生2个世代。高峰期分别为9月底~10月初、10月下旬,平均百丛达502.3,164.5头,种群增长率为常规稻田的31.76%。水稻移栽后天敌数量迅速回升,有机稻田中蜘蛛、捕食性天敌、寄生性天敌分别比常规稻田增长66.10%,166.67%,44.24%。将各类天敌作用相加,以"捕食及其它"、"寄生"对褐稻虱种群的控制作用最强,其EIPC值均显著高于常规稻田相应天敌因子EIPC。     

十六个水稻品种(系)对褐飞虱的抗虫性评价

本文通过苗期抗性鉴定、田间抗虫性鉴定、稻田节肢动物功能团优势度比较及产量测定的方法来评价16个水稻品种(系)对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性。结果表明,有12个品种(系)对褐飞虱表现为抗级,2个品系表现为中抗。这14个抗虫-中抗的品种(系)在成株期也表现一定的抗虫性,且与对照TN1之间差异显著。本试验条件下,广占63-3S/华恢15、广两优106、Y58S/华15、广两优476、广占63-4S/华恢15这5个品种(系)不仅抗虫性好,而且产量也较高,分别比TN1和主栽品种扬两优6号高63.49%～66.57%和3.47%～11.57%,具有广泛的开发应用前景。     

水稻品种与氮肥施用水平对田间褐飞虱发生的影响

于2010年在田间条件下研究了水稻品种和氮肥施用水平(250 kg/hm2有效氮,125 kg/hm2有效氮及不施氮肥的处理)对褐飞虱Nilaparvata tugens(St(a)l)发生的影响.结果表明,8月10日-9月10日期间,南粳44、宁粳1号、丙123、淮稻9号4个水稻品种上褐飞虱虫量显著低于感虫对照TN1...     

安庆褐飞虱近三个大发生年虫源和气候条件的比较分析

比较并分析安庆市1997,2005年和2006年褐飞虱Nilaparvata lugehs(Stal)大发生的虫源、气候条件。1997年,迁入期偏早,初迁虫量大,到7月26日止,单灯累计诱量为1228~8698头;7、8月份气温比历史均值低0.2~1.3℃,导致单季稻上基数适温协同暴发型;再迁补充虫源峰次较多,但9月份气温比历史均值低1.0℃,抑制了双季晚稻褐飞虱发生。2005年,迁入期较早,但初迁虫量低,到7月26日止,单灯累计诱量为200~3334头;7月中旬至8月份气温比历史均值低0.4~0.8℃,9月至10月中旬气温比历史均值高1.8~2.2℃,有利褐飞虱发生的气候条件长达3个月;同时,夏、秋季台风暴雨频繁,再迁补充虫源丰富,8月16日~9月25日每侯灯下≥1000头的回迁峰次多达5个,分别比1997年和2006年多1个和2个,导致多代连续重发。2006年,迁入期早,6月底以前的早迁虫量分别是1997年和2005年同期的6.4倍和2.1倍,初迁虫量大,到7月26日止,单灯累计诱量为1595~7181头;虽然7、8月份气温比历史均值高1.0~2.0℃,但单季稻田间小气候适宜,构成单季稻基数暴发型;再迁补充虫源峰次较少,但8月底~9月初短期内大量集中迁入,9月下旬至10月份气温异常偏高,高于历史均值1.5~3.0℃,引起晚稻持续重发。