水稻对白叶枯病和细菌性条斑病的抗性遗传研究进展

水稻白叶枯病和水稻细菌性条斑病是由稻黄单胞细菌(Xanthomonas oryzae)不同致病变种引起的两种最重要的水稻细菌性病害。发掘和利用抗性基因,培育抗病品种是防治这两种病害的最有效手段之一。本文分别综述了这两种高度相关的病害的抗性遗传研究进展,包括已发掘和利用的主效抗性基因特点及目前国内外对这两种病害的抗性QTL定位研究进展,为水稻抗白叶枯病和细菌性条斑病育种研究提供有用信息。     

水稻细菌性条斑病和抗性育种研究进展

水稻细菌性条斑病(简称细条病)是由Xanthom onas oryzae pv. oryzicola侵染引起的全球性病害,对水稻生产构成严重威胁。发掘和利用新抗源、定位克隆抗性基因及深入了解病原菌—水稻之间的相互作用机理等对于水稻抗细条病研究有重要意义。本文主要介绍了细条病的抗性鉴定与抗源筛选、抗性基因遗传分析与分子标记定位、抗性基因的克隆、抗性育种的研究现状,提出了加快抗细条病育种研究进程的建议。     

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     

云南“大粒水稻”对稻白叶枯病的抗性遗传

云南地方品种——云南大粒抗水稻白叶枯病菌“江陵691”,其抗性由2对具重叠作用的隐性抗性基因控制,与IR28、南粳15的显性抗病基因不等位;也与已命名的xa-5、xa-8、xa-9和xa-13 4个抗性基因也不等位。     

水稻花粉株系白叶枯病抗性遗传

本文研究了粳稻感病品种沈农1033分别与7个抗白叶枯病的品种（其中汕稻有75－34,辛尼斯,1R20;粳稻有早生爱国3号,邳早15,蚌珠芒,爪哇14）杂交,F花粉培养并观察了花粉株系第二代（H2）的抗性转移及遗传表现和花粉株系第三代,第四代抗性稳定性,572个株系的性状是整齐一致的,占95．5％,其中抗病（高抗和中抗）株系有376个,占62．9％,感病系有196个,占32．7％,表现有分离的杂合系约4．5％,不同组合的H2与F2群体中抗,感反应变异幅度不同,对同一组合不同熟期花粉株系其生育日数与抗病性间存在着极显著相关性,生育期长的株系抗性较强。花粉再生植株后代H2在生育期,株高,穗长,粒重等性状上十分多样,白叶枯病抗性遗传分析结果表明,在4个组合中抗性均由1个显性上位基因控制,抗病性广义遗传力在80％以上。杂种花粉植株第二,第三,第四代的农艺性状以及白叶枯病的抗性持续地稳定,不因世代的增加其性状的整齐度不降,抗性减弱。     

蓖麻“哲蓖三号”主要数量性状遗传参数研究

蓖麻“哲蓖三号”主要数量性状遗传参数研究张春华包红霞（内蒙古哲里木盟农业科学研究所,通辽０２８０１５）ＳｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＨｅｒｅｄｉｔａｒｙＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＭａｊｏｒＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＣｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆＣａｓｔｏｒ“ＺＨＥＢ...     

玉米细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转化水稻的研究

水稻细菌性条斑病是我国重要的水稻病害之一,但是在水稻种质资源中尚未发现抗细菌性条斑病单个主效基因。利用农杆菌介导的转化系统将从玉米中克隆的细菌性条斑病非寄主抗性基因Rxo1转入我国2个杂交稻恢复系和2个常规水稻品种。转基因植株的PCR和Southern分析结果表明Rxo1基因已整合到受体基因组中,Rxo1基因单拷贝整合的转化体在自交T1代呈现抗感3∶1分离。人工接种实验和病菌的生长曲线表明携带Rxo1的转基因植株对水稻细条病菌可以产生过敏性抗病反应。上述结果为利用非寄主抗性基因防治该病害提供了有用的信息。     

用PCR技术诊断水稻的白叶枯病抗性

植物育种中应用分子标记辅助选择要求分子标记与目的基因紧密连锁,而且分析手段经济简便、重复性好。Ｘａ２１是最近发现的一个具有广谱抗性的水稻白叶枯病抗性基因,利用一个含Ｘａ２１基因的品系ＩＲＢＢ２１分别与２个感病品种杂交获得２个Ｆ_２群体。用４对引物分别对３个亲本进行ＰＣＲ分析,其中一对引物（ＰＢ７８）的ＰＣＲ产物在抗、感病品种间可揭示多态性。对２个Ｆ_２群体进一步的遗传分析表明,ＰＣＲ标记和Ｘａ２１的白叶枯病抗性紧密连锁,其重组率仅为２．４８％。根据该标记选择基因型纯合的抗性植株,其准确率可达１００％。本文还就植物育种中分子标记的检测途径进行了评价。     

水稻白叶枯病系和品种抗性鉴定的病性指标评价

从全国各病区筛选的１９个代表菌株,在三套（中国,日本和ＩＲＲＩ）１６个鉴别品种上进行测试,获得４个病情指标,即病斑长度,病组,日增速率和日增百分率,采用不同的的病情指标作方差分析,所得结果不完全一致;对４个病情指标进行相关及回归分析,结果表明,病情指标之间是存在显著的线性相关,且日增百分率为日增速率与病叶长度之商,这种相关性在主成分分析中也得到了证实,通过聚类分析发现,病斑长度不能与其它３个指标归     

转鞭毛蛋白基因水稻细菌性条斑病抗性研究

该研究从生防菌枯草芽胞杆菌Bs-916中克隆了鞭毛蛋白基因,利用转基因载体pCAMBIA1300转入水稻,筛选得到98株阳性转基因植株。分子检测结果表明,有12个转基因株系可检测到目的基因的表达。随后抗病性鉴定表明,有3个转基因株系对水稻细菌性条斑病具有较高的抗性。该研究为目前水稻抗细菌性条斑病转基因研究拓宽了可应用基因资源的范围。     

水稻细菌性条斑病时间增长最佳经验曲线拟合

通过人工和自然诱发试验,选择8种最常用经验曲线,采用Q〔O=∑(y－y）~2〕作为衡量配置曲线类型的优劣的指标．结果表明,描述水稻细菌性条斑病进展曲线以Logistic曲线为最佳．     

水稻条斑病抗性QTL的挖掘及相关基因的表达

条斑病是水稻(Oryza sativa)中的常见病害, 已经对我国粮食的高产稳产造成严重威胁。以典型籼稻台中本地1号与粳稻春江06的杂交F₁代花药培养双单倍体群体(DH)为材料, 用Xoc BLS256进行人工接菌, 对双亲及群体各株系的病斑长度进行测量和量化分析; 同时利用该群体业已构建的加密遗传图谱对病斑表型数据进行QTL作图分析。结果在水稻第2、4、5和8号染色体上共检测到4个效应值能区分开的QTL。对2号与5号染色体上2个较大的QTL区间内抗条斑病相关基因进行了表达分析, 结果表明这些基因在处理前后出现了不同程度的表达差异, 暗示这些基因可能是响应春江06与台中本地1号条斑病抗性差异的目标基因。研究结果为进一步克隆水稻条斑病抗性QTL奠定了重要基础。     

小麦梭条花叶病抗性遗传和育种研究进展

由土壤真菌禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)传播的小麦梭条花叶病在我国长江流域和黄淮平原麦区已成为危害小麦生产的一种严重病害。本文系统地综述了我国在小麦梭条花叶病种质资源筛选、抗性机理、抗性遗传、抗病基因的分子标记以及抗病育种方面的进展。研究表明,在我国地方品种和改良品种中存在着较丰富的抗病资源;植物体内某些酶的活性和可溶性糖含量与抗性有密切的联系;抗病性表现为数量性状的遗传特征,可能受1~3对显性基因控制。通过抗感品种间杂交,可以育成抗病丰产的新品种。文中还对今后开展小麦抗梭条花叶病育种提出了几点建议。     

水稻白叶枯病候选抗性基因SHNLR的RGAs克隆及分析

旨在从含有疣粒野生稻抗白叶枯病基因的新种质SH5、SH76基因组中克隆抗病基因。利用RGAs法得到1个NBS-LRR类同源基因,暂命名为SHNLR(登录号为JF934724)。结果表明,SHNLR的开放阅读框长度为3 105 bp,编码1 034个氨基酸,含有CC、NB-ARC与LRR结构域,具备CC-NBS-LRR类植物抗病基因的结构特征。BLASTn和BLASTp比对显示SHNLR是单拷贝基因,未发现同源性较高且功能已知的基因,仅NBS保守域序列与番茄Prf基因的相似度最高。对SHNLR基因电子定位,发现其位于水稻第11号染色体的长臂末端,但与11号染色体上已定位或克隆的8个白叶枯病抗性基因具有不同序列或处于不同的位置。半定量RT-PCR分析表明,SHNLR在抗病新种质叶片中的表达明显受到白叶枯病菌Zhe173的诱导。因此推测SHNLR可能是1个与抗白叶枯病相关的R基因。     

26个水稻新品种（系）对白叶枯病抗性的鉴定和评价

采用菲律宾10个代表菌株和我国V型菌代表菌株在植株的分蘖初期和孕穗期人工接种,鉴定和评价近年选育的26个“绿色超级稻”品种（系）对白叶枯病的抗性。结果表明多数品种在分蘖初期和孕穗期对病菌的抗感水平相同,少数品种接种在孕穗期接种部分菌株后的病斑长度小于苗期。此外,新黄占、华201S-1 和XF10450在分蘖初期和孕穗期接种10个菌株后的病斑长度均小于5cm,具有高度的广谱抗性;其它品种对不同菌株的抗性水平不同,黄华占、旱优113、新两优3411和天优145对4-5个菌株表现抗病,旱优75、旱优715和009067对测试的10-11个菌株高度感病;其它品系对所有菌株表现中度感病或感病。 关键词：水稻品种;白叶枯病;抗性     

水稻细菌性条斑病发生对水稻根际土壤微生物群落碳代谢多样性的影响

为了解水稻在水稻条斑病发生的不同病理期水稻根际土壤微生物的群落结构和功能多样性,以对水稻条斑病抗性不同的两个水稻品种CG2和IR24为对象,利用Biolog-ECO对两个品种条斑病未发生的分蘖期和条斑病发生的孕穗期水稻根际土壤进行碳代谢多样性分析,表明两个水稻品种健康期的总碳源利用强度高于发病期,对各碳源的利用均明显高于孕穗期。抗性品种CG2健康期根际土壤的微生物群落比发病期根际土壤的Shannon指数、Simpson指数和McIntos指数分别提高7.184%、54.568%和45.792%;感病品种IR24健康期根际土壤的微生物群落结构比发病期根际土壤的Shannon指数、Simpson指数和McIntos指数分别提高4.646%、33.279%和41.134%。通过主成分分析和聚类分析表明,两个水稻材料的不同生理期根际土壤微生物的碳源利用发生了改变,氨基酸类、糖类和酸类碳源是区分水稻不同病理期的敏感碳源。水稻大面积条斑病发生的孕穗期相对于条斑病尚未发生的分蘖期,根际土壤微生物的碳源利用有所改变,微生物群落结构多样性和功能多样性降低。     

浙江省早籼稻区试品种(系)白叶枯病抗性稳定性研究

本文对浙江省早籼稻区域试验中多品系、多年、多点、非平衡、无重复的白叶枯病抗性鉴定数据,作了统计分析。分析结果表明,浙江省近年早籼稻区域试验,品种抗病性效应的方差最大,其次为地点×年份、品种×地点、品种×地点×年份互作效应。杭820显著比对照广陆矮4号抗白叶枯病,而G90-316、G90—280、杭8820白叶枯病抗性显著高于对照浙852。本文还进行了各参试品种抗性分析。     

水稻主基因-多基因混合遗传控制白叶枯病抗性的基因效应分析

利用主基因－多基因混合遗传模型分析了５个抗感交组合对水稻白叶枯病菌抗性的基因效应,结果表明５个组合中的３个主基因抗性遗传符合德尔分离比的前提下存在多基因抗性,而且这３个组合彼此间抗病基因的加性效应,主基因和多基因遗传方差及其遗传率存在变异。说明水稻白叶枯病抗性虽以主基因作用为主,但考虑到抗性的持久性,建议在水稻白叶枯病育种中构建主基因－多基因混合遗传体系,以有效抑制白枯病菌群体中小种的波动。