水稻抗稻瘟病机制的研究进展

稻瘟病严重危害水稻产量与品质.水稻抗病遗传基础及分子机制的解析,可为水稻抗病育种提供有效抗性遗传资源和重要的理论指导.本文从水稻稻瘟病抗病基因的克隆、抗性机制解析、产量与稻瘟病抗性的协同调控,以及稻瘟病抗病育种等方面,综述了近年来水稻稻瘟病抗病研究领域的主要进展,并对目前稻瘟病抗病研究中存在的问题进行了讨论与展望.     

水稻广谱抗稻瘟病基因研究进展

稻瘟病是水稻生产中的最严重病害之一,由于稻瘟菌小种的高度变异性,垂直抗性基因难以持续控制稻瘟病的危害,因此,克隆和利用广谱持久抗瘟基因被认为是解决稻瘟病问题最经济有效的策略。本文从广谱抗源的筛选与利用,广谱抗瘟基因的定位、克隆与应用等方面对水稻广谱抗稻瘟病基因研究取得的进展进行了概述,并介绍了广谱抗性分子机理的最新研究进展。基于国内外稻瘟病抗性基因研究的现状及趋势,以及我国丰富的抗瘟水稻种质资源,克隆越来越多的广谱抗瘟基因具有重要的理论与应用价值。     

日本克隆水稻抗稻瘟病基因

《日经生物技术》１９９８年１２月２１日号第４页报道：农林水产省水稻染色体分析计划组成功地克隆了水稻抗稻瘟病基因。这项成果于１２月１６日在横浜市召开的日本子生物学会上发表。这次克隆的Ｐｉｂ基因是抗水稻主要真菌病害—稻瘟病菌（Ｍａｇｎａｐｏｒｔｈｅ）的基...     

利用水稻抗菌蛋白开发抗稻瘟病水稻

《日经生物技术》１９９９年４月１２日第１２页报道：岩手县生物工程研究中心和岩手县农业研究中心、叶大学小组在高表达水稻抗菌蛋白的基础上,成功地获得抗水稻重要病害之一稻瘟病的抗性水稻。导入的是从水稻悬浮培养细胞中克隆的タウマチン样抗菌蛋白—米胶蛋白（ォリゼマチン）基因。是该小组独自克隆的基因。用导入基因的水稻当代的叶片,进行稻瘟病菌孢子的接种试验,获得抗性病斑,几乎没有患病性的个体。详细情况于４月４日在宇都宫市召开的日本育种学会上发表。目前该小组把米胶蛋白基因导入烟草获得了灰色霉病抗性。即使用水稻过…     

杂交水稻抗稻瘟病细胞突变体育种

杂交水稻是我国居世界领先地位的科技成果。杂交水稻在我国粮食增产中发挥了重要的作用。种植面积已达两亿多亩,占全国水稻种植面积的五分之二。稻瘟病是影响杂交水稻高产稳产的重要因素,每年造成数十亿斤粮食损失,是生产上一项急待解决的问题。为此,我们开展了以提高亲本恢复系抗病性为中心的杂交水稻抗稻瘟病细胞突变体育种新途径的研究。     

水稻抗稻瘟病基因资源与分子育种策略

稻瘟病是水稻主要病害之一。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、有效和安全的措施。近年来,随着植物先天免疫机制、抗病分子生物学以及水稻和稻瘟菌基因组学研究的不断深入,一系列参与病原菌识别和防卫信号传导与应答,以及外源抗菌蛋白、病原菌激发子等抗病相关基因陆续被鉴定和克隆,为提高水稻抗稻瘟病能力提供了一些新的基因资源、育种策略和技术。本文概述了国内外近年来克隆的主要抗稻瘟病基因资源及其在分子育种研究中应用的进展,提出了通过转基因手段整合不同防卫反应关键调控基因的抗稻瘟病聚合育种策略。     

水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略

稻瘟病是水稻最严重的病害之一,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、最有效的措施。近年来,稻瘟病已发展为研究植物与病原真菌分子互作机制的模式系统,在水稻与稻瘟菌互作和寄主抗性分子生物学、基因组学和蛋白组学等领域取得了一系列重要的研究成果。文章综述了近年来水稻抗稻瘟病两种天然免疫机制,即病原菌相关分子模式诱导和效应蛋白诱导的抗病机制研究的最新进展,讨论了GWAS、TALLEN、CRISPR和HIGS等基因组研究新方法和新技术在水稻抗病育种中的应用,并对目前稻瘟病抗性机制研究和抗病育种中的问题和挑战进行了探讨和展望。     

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)。     

差异显示法分离水稻抗稻瘟病相关基因

采用mRNA差异显示技术,分析水稻稻瘟病抗源材料“地谷”叶片受稻瘟病菌侵染前后的基因的表达差异,获得87个差异片段。对这87个差异片段进行了回收、重扩增与克隆,并对其中的81个片段进行了杂交鉴定。斑点杂交结果证实其中6个片段受稻瘟病菌诱导表达。进一步克隆测序并进行数据库比对分析表明其中一个与水稻4号染色体中一推测的苹果酸合成酶高度同源,一个与水稻11号染色体上的RPR1基因高度同源,RPR1基因具有保守的NBS-LRR结构,并与水稻防卫反应的信号传导有关;另一个与水稻第6号染色体上一推测的硫氧还蛋白高度同源,其余3个为新的cDNA片段。     

开发抗水稻萎缩病病毒的重组水稻

北海道绿色生物技术研究所与北海道大学共同宣布,使导入水稻萎缩病病毒外壳蛋白的水稻再生成个体获得成功,现在正在鉴定病毒抗性。因此该研究所确立了水稻的基因操作技术,将来准备应用于该研究所瞄准的耐冷性水稻开发等。该研究所在这周(5月26日～28日)在盛冈市召开的日本植物病理学会上发表了这项研究的详细报告。京都大学农学部教授古泽严男等小组也与住友化学公司一起育成了重组了水稻     

水稻苗期抗稻瘟病基因全基因组关联分析

含抗性基因的水稻品种易被病原菌克服,因此为进一步发掘新的稻瘟病抗性基因,利用水稻多样性群体II(RDP-II)中的470份种质资源,在湖南省桃江县稻瘟病高发区的自然病圃中进行水稻苗期的抗病性鉴定,并通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定稻瘟病的抗性相关位点,最终鉴定出25份苗期抗性较好的品种,可作为抗性育种材料.采用混合...     

水稻品种矮梅早3号抗稻瘟病的遗传

水稻杂交组合(矮梅早3号×华矮837)的F_3株系接种菌株78-189(ZD_3)和83-182(ZD_1),应用累积分布曲线法进行了抗稻瘟遗传分析,结果表明:水稻品种矮梅早3号含有4个主效抗性基因P_i-A_1、P_i-A_2、P_i-A_3和P_i-A_4,其中P_i-a_4为隐性基因。P_i-A_1和P_i-A_2控制对菌株78-189(ZD_3)的高抗性,同时,P_i-A_2兼控M类型对菌株78-189(ZD_3)的抗性。P_i-A_3,控制对菌株83-182(ZD_1)的抗性。P_i-A_4控制M类型对菌株83-182(ZD_1)的抗性。水稻品种华矮837对以上两菌株不存在抗性基因。     

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

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。     

水稻抗稻瘟病基因的标记辅助选择及定位克隆

水稻抗稻瘟病基因-稻瘟病菌无毒基因相互作用体系是当今植物分子病理学和抗病育种学研究领域的模式体系之一,其中抗病基因的分子定位与克隆及其标记辅助选择已成为该体系的重要内容。本文就这方面的研究进展作一简要综述,以期为水稻抗病育种提供有益的信息。     

水稻抗稻瘟病近等基因系的cDNA微阵列分析

应用cDNA微阵列对来源于中156／谷梅2号重组自交系的水稻抗稻瘟病近等基因系G205和G71的稻瘟病菌胁迫基因表达谱进行了分析,发现有3个cDNA克隆的表达仅在抗病基因系G205接种病原菌12h后受到诱导,其中两个为功能已知基因,另一个为功能未知的新基因。另有35个差异表达克隆在两个近等基因系中均检测到,其中17个克隆的表达在G205和G71均受到病原菌的诱导,另外18个克隆的表达则在G205和G71均受到病原菌原抑制。序列分析表明,这些稻瘟病菌应答基因分别与防卫反应,信号传递,逆境胁迫和光合作用及糖代谢等功能相关,为植物抗病机制提供了相关信息。另外,Northern还证实了编码富含甘氨酸蛋白基因（Glycinerich protein Grp)的表达受稻瘟病病原菌的诱导,是一个稻瘟病诱导相关基因。     

辽宁省主栽水稻品种抗稻瘟病基因的鉴定及分析

鉴定主栽水稻品种及育种骨干亲本的抗瘟基因型,有助于了解不同抗病基因在品种中的分布,为抗病品种选育及品种布局提供参考。本研究选取辽宁省24份水稻材料,根据7个抗稻瘟病基因的保守区设计引物,扩增各品种的编码区序列,对扩增的序列进行对比分析,鉴定各基因在24个品种中的分布情况。结果表明:辽宁省24个主栽水稻品种均不携带Pi21、Pi36、Pi37或其抗病等位基因,而Pid2、Pid3、Pita和Pik/Piks/Pikm/Pikp在24个品种中以不同突变类型及不同频率出现,其中,在2个品种中检测到Pid2抗病基因及Pid3的抗病等位基因;4个品种检测到Pita的抗病等位基因,Pita的等位基因中新发现的几处碱基突变并未影响抗病基因的功能;所有品种中均无与Pik及其复等位基因完全一致的序列,但利用携带AVR-pik的稻瘟病菌接种鉴定结果表明,辽粳454和沈农265携带的Pik等位基因可能仍具有抗病基因功能。     

用基因重组法育成抗条纹叶枯病水稻

日本农水省农研中心育种工程研究室大??义昭室长和农业生物资源研究所的研究人员,应用基因重组方法,成功地育成了抗条纹叶枯病的水稻.将目标基因导入水稻在世界上尚属首创,从而使基因重组技术的应用得到了很大的发展.该项研究成果于一九九○年     

水稻稻瘟病的防治方法

本文介绍了水稻稻瘟病的症状和发病条件,了解到水稻稻瘟病是通过气流传播的流行病,对水稻生产威胁非常大,一般减产10%-15%,从而针对不同的病害采取了不同的防治方法。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-2(t)物理图谱的构建

应用ＢＡＣ文库,采用基于分子标记的染色体着陆（ｍａｒｋｅｒ－ｂａｓｅｄ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｌａｎｄｉｎｇ）和染色体步查（ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｗａｌｋｉｎｇ）等手段,建立了包含有裟抗稻瘟病基因Ｐｉ－２（ｔ）的物理图谱,该物理图谱由２２个ＢＡＣ克隆组成,遗传跨度８ｃＭ,而物理距离为９２５ｋｂ,该物理图谱的构建不仅为进一步分离和克隆该基因打下了基础,同时也可为分子标记辅助选择育种选择抗稻瘟病新材料