空间诱变泰航68突变体稻瘟病抗性研究

利用致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD0193于水稻品种泰航68空间诱变当代(SP1代)群体中筛选抗病突变体,并对其作初步的抗性遗传分析、抗病基因定位及苗期抗谱、田间穗颈瘟抗性分析。结果表明:空间诱变可对泰航68的稻瘟病抗性进行有效诱变,研究获得的抗病突变体TH1及TH2于SP2代对菌株GD0193分别表现抗性不分离及抗性分离,且TH2的抗性分离比例符合显性单基因抗性遗传规律,并已将该抗病基因初步定位于第11染色体长臂上;TH1及TH2的抗性可稳定遗传至后代,其苗期抗谱及田间穗颈瘟抗性均较原种对照表现显著提高,且其抗性较华南稻区的部分主栽品种具不同程度的提高。     

利用Pigm基因改良粳稻保持系的稻瘟病抗性研究

选育和应用抗病品种是防治水稻稻瘟病经济有效的技术途径。为了改良粳稻保持系浙04B的稻瘟病抗性,以含稻瘟病广谱抗性基因Pigm的粳稻材料MP3为供体亲本,浙04B为受体亲本,通过杂交、回交并结合分子标记辅助选择,将Pigm基因导入浙04B中,利用分布于水稻12条染色体上的47个多态性SSR标记检测近等基因系的遗传背景回复率,获得了23份背景回复率0.80的近等基因系。选用4个浙江省稻瘟病优势菌株Zj-5、Zj-8、13-37和13-41人工接种鉴定,23份近等基因系均表现为抗穗颈瘟。田间自然诱发鉴定结果表明,23份近等基因系叶瘟为0级,穗瘟均为1级,表现为抗穗瘟,表明近等基因系稻瘟病抗性明显提高。对10项农艺性状的考察结果表明,导入Pigm基因的近等基因系剑叶变短,千粒重增加,生育期延迟,株高增加,有效穗数、每穗总粒数和产量总体减少。本研究结果为选育抗稻瘟病新品种提供了材料,同时为Pigm基因抗病育种应用提供了参考。     

福建漳浦野生稻稻瘟病抗性鉴定评价和抗性基因检测

为挖掘和利用福建漳浦普通野生稻稻瘟病抗性资源,采用自然诱发对福建漳浦普通野生稻2个居群(石湖潭和古糖)67份材料的苗瘟、叶瘟和穗瘟进行抗性鉴定评价,并用Pi9、Pid2、Pi5、Pi2、Pi54和Pikm共6个抗性基因的功能标记分析基因型。结果表明,不同时期病级差异明显,变异系数在31.65%~43.46%之间,苗期平均病级为7.51,分糵期和成熟期平均病级分别为5.15和5.84,2个自然居群3个时期的稻瘟病抗性差异不显著,筛选出M1044、M2010和M2016共3份表现中抗(3级)的材料。漳浦野生稻稻瘟病总体抗性差,易感稻瘟病。苗瘟与叶瘟呈极显著正相关,相关系数为0.82;穗颈瘟与苗瘟和叶瘟呈极显著正相关,相关系数分别为0.33和0.41。67份材料中,4份含有稻瘟病Pi9抗性基因、17份含有Pi5抗性基因、23份含有Pi54抗性基因、2份含有Pikm抗性基因,均不含Pi2、Pid2这2个抗性基因;材料含有的抗性基因数量在0~3个之间,其中有30份材料不含所检测的抗性基因,29份材料含1个抗性基因,7份材料含2个抗性基因,1份材料含3个抗性基因。本研究结果为漳浦野生稻资源的深入挖掘和利用提供了一定的理论参考。     

分子标记转育3个基因改良空育131稻瘟病抗性

为改良空育131的稻瘟病抗性,通过杂交和分子标记辅助选择技术将中金23的Pi-1、Pi-2和Pi-33稻瘟病抗性基因导入到受体亲本空育131中,并通过连续回交结合农艺性状筛选,获得了28个含有不同抗稻瘟病基因的空育131导入系,其中同时含有Pi-1、Pi-2和Pi-33这3个抗性基因的株系k165、k166和k191对稻瘟病的抗病频率均达到了98.4%,明显高于携带1个和2个抗性基因的株系,且k165的综合农艺性状已接近空育131,表明通过分子标记辅助选择聚合稻瘟病抗性基因是开展品种抗性定向改良的有效方法之一。     

空间诱变选育抗稻瘟病水稻品种研究进展与展望

长期的生产实践证明挖掘新的抗病资源、鉴定和利用抗病基因是防治稻瘟病最为经济有效的策略。因此,挖掘新的抗病资源以改良水稻品种的抗病持久性,是当前稻瘟病抗病育种的当务之急。空间诱变育种在创造优异新种质、诱导新的基因资源和培育农作物新品种上已发挥其独特的优势和作用,是农作物遗传改良的新途径,是未来作物育种新技术的重要组成部分。实践证明,空间诱变手段可对水稻品种的稻瘟病抗性进行有效改良,且已育成多个抗稻瘟病优良品种。本文对近20多年来水稻空间诱变抗稻瘟病育种研究现状进行概述,如空间诱变水稻稻瘟病抗性变异特点、空间诱变抗稻瘟病育种成果以及空间诱变稻瘟病抗性变异机理等,以期为进一步揭示空间诱变变异机理和开展水稻空间诱变抗病育种工作奠定理论基础。     

航恢七号空间诱变变异株系的稻瘟病抗性研究

本研究对卫星搭载水稻品种航恢七号SP3代株系进行稻瘟病抗性鉴定研究,并对抗性变异株系作分子生物学分析。结果表明,250个航恢七号SP3代农艺经济性状优良株系经接种后,抗性变异株系H24对菌株GD3286表现抗性分离,分离比例为119∶108,其抗性遗传可能受2对互补抗病基因控制,且在SP4代仍存在抗性分离;H24SP5代株系的抗谱较原种对照显著提高,其抗谱达到84.4%,而原种对照的抗谱仅为40.6%,且H24对部分致病谱较广或专化性致病菌株表现抗病突变。经全基因组内微卫星多态性分析,H24与原种对照间未表现DNA多态性。     

长江中下游地区粳稻稻瘟病基因型与苗瘟抗性分析

稻瘟病是对水稻威胁最严重的病害之一。为明确抗性基因与稻瘟病抗性之间的关系,通过对153份粳稻审定品种或试验品系中的12个稻瘟病抗性基因进行分子检测,结果表明,Pib基因在供试材料中占比最高,达到77.12%,其次为Pita、Pi54和Pb1,分别达到41.83%、36.6%和36.6%,Pikm、Pik、Pia、Pid3、Pi5、Pid2和Pizt基因的出现频率在11.76%~24.18%之间,供试材料中未发现Pi25基因分布。利用安徽省不同生态区的稻瘟病优势生理小种混合菌株对153份供试材料进行苗期人工接种鉴定,结果显示,抗病(0Pi5和Pia基因对苗瘟抗性贡献较显著,“Pi5+Pia”基因组合效应增强,携带“Pi5+Pia+Pik+Pikm”基因组合的材料,抗性更强;此外,“Pita+Pik+Pikm+Pb1”基因组合亦表现出较好的苗瘟抗性。这些结果表明,“Pia+Pi5”、“Pia+Pi5+Pik+Pikm”和“Pita+Pik+Pikm+Pb1”基因组合对改良安徽粳稻品种稻瘟病抗性具有潜在的应用价值。本研究结果对水稻抗性育种具有重要指导意义。     

粳稻云引抗稻瘟病基因的遗传分析及其定位

摘要：用8个稻瘟病菌[Pyricularia grisea (Cooke) Sacc.]系对稻瘟病抗性材料云引进行田间注射接种鉴定。结果表明，云引对接种的8个菌系均表现为抗病反应。用抗病材料云引和感病材料丽江新团黑谷作亲本杂交获得F1，F1自交获得F2群体，用上述8个菌系分别对亲本、F1和F2群体进行田间注射接种，鉴定结果表明云引对所有8个菌系的抗性均表现为单基因控制的分离特性（抗感分离比为3∶1）。利用微卫星标记将云引对四川-43菌系的抗性基因初步定位于水稻的第11号染色体上，与标记RM202的遗传距离为3.8 cM。     

稻瘟病菌胁迫下水稻不同单基因系防卫相关基因表达分析

水稻(Oryza sativa)不同稻瘟病抗性基因抗性水平存在显著差异,为了解防卫基因在不同抗性单基因系中的表达模式,本研究利用qRT-PCR方法比较了4个水稻抗稻瘟病单基因系IRB LKh-K3(Pik-h)、IRBLKs-F5 (Pik-s)、IRBLta2-Re (Pita-2)和IRBLta-K1 (Pita)中抗稻瘟病防卫相关基因几丁质酶基因1(chitinase 1,Cht-1)、β-1,3葡聚糖酶基因(β-1,3-glucanase,Glu)、苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia lyase,PAL)和过氧化物酶基因(peroxidase,POX22.3)表达的差异.结果表明,在稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)胁迫后的6、12、24、36、48、72和96 h时间点,Cht-1和Glu的表达量在4个单基因系中的差异无明显的规律性.PAL在IRB LKh-K3(Pik-h)基因系中以及POX22.3在IRBLta2-Re (Pita-2)基因系中的表达量均持续高于在其余3个基因系中;前者的最高表达量至少是对照、IRBLta2-Re(Pita-2)、IRBLta-K1(Pita)和IRBLKs-F5(Pik-s)基因系的3.35、3.05、3.85和4.32倍,后者是对照、IRBLta-Kl(Pita)、IRBLKh-K3(Pik-h)和IRBLKs-F5(Pik-s)基因系的24.86、2.12、2.85和2.60倍.研究结果表明,PAL基因与POX22.3基因的表达分别受抗性基因Pik-h和Pita-2的特异调控参与抗性反应,为进一步研究抗性基因的抗性调控机制提供了依据.     

重庆地区部分水稻亲本材料的抗稻瘟病基因检测分析

为了确定抗稻瘟病基因Pi2、Pi5、Pi9、Pi-kh在重庆地区部分水稻亲本材料中的分布情况和筛选有效性,分别用Pi2、Pi5、Pi9、Pi-kh的功能分子标记对46份不同的水稻材料进行了分子标记检测分析。结果显示:Pi2、Pi5、Pi-kh三个抗性基因在所选材料中能扩出抗性基因的特异条带,其中含Pi2抗性材料5份,占比10.87%;含Pi5抗性材料14份,占比30.43%;含Pi-kh抗性材料12份,占比26.09%;无材料含Pi9基因。检测结果证实抗稻瘟病基因Pi2、Pi5、Pi-kh的功能标记对重庆地区水稻亲本材料的筛选是有效的,为利用这些功能标记筛选含抗性基因的材料提供了充实的依据。     

顶小穗簇生型早籼稻新种质的创制与鉴定

为获得理想的顶小穗簇生型早籼稻新种质,本研究以ZC1、中嘉早17、中佳早10号、嘉兴06-6、温814、温922、台早10-02、辐017、Z10-08、中佳早06和NZ07-51为亲本材料,利用顶小穗3粒簇生型常规中籼稻突变体与常规早籼稻有性杂交、后代复交,并经世代选育,育成了12份性状稳定、顶小穗2~5粒簇生的常规早籼稻新种质,再通过叶瘟抗性、生育期、产量、农艺及穗部簇生性状和稻米品质的鉴定,明确各种质的性状特征表现。结果表明,育成的12份顶小穗簇生型早籼稻新种质簇生粒率高,生育期和结实率较为理想,其中C1、C8、C9、C10和C11为粘稻,其余为糯稻,C3、C12叶瘟抗性较好,C1、C2、C4、C8、C9和C11千粒重在26.0 g 以上,C1、C5、C6、C7、C9、C10、C11和C12产量较对照增加,其中C10具有较高的增产潜力。本研究结果为顶小穗簇生穗性状研究和育种利用提供了一定的种质资源和技术支撑。     

不同类型水稻种质氮素营养效率的变异分析

采用田间试验,在常规氮素管理下,以氮素吸收效率(NAE)、利用效率(NUE)和收获指数(NHI)为衡量指标,分析了国内外607份不同类型水稻种质氮素营养效率的变异状况。结果表明,水稻NAE、NUE和NHI存在显著的基因型差异,以NHI为最大和NAE为最小。不同类型水稻间的NAE、NUE和NHI未达显著差异,但籼型杂交稻NAE、NUE和NHI的变异小于常规籼稻和常规粳稻。相关分析表明,水稻NAE与NUE、NHI呈极显著负相关,NUE与NHI间无显著相关;水稻NUE和NHI与单株产量存在极显著的正相关,NAE与单株产量无显著相关。频数分析可知,常规籼稻NAE、NUE及NHI和籼型杂交稻NUE的种质频数分布呈典型正态曲线,低、高效种质较少,中效种质众多;常规粳稻NAE、NUE和NHI种质的频数分布呈近似正态分布,略偏向低效;籼型杂交稻NAE的种质频数分布离散程度较高和高效种质较多,NHI的种质频数分布呈近似正态分布和略偏低效。籼型杂交稻的NAE、NUE和NHI差异小而分布较集中,常规粳稻最分散,常规籼稻居中。不同类型水稻的氮素营养效率的极差很大,可分为若干组,各组间差异显著。     

水稻黑条矮缩病抗病品种的筛选及其抗病机制初探

为有效防治水稻黑条矮缩病的大面积发生,本研究通过室内大量饲养无毒灰飞虱,饲毒后对浙江省20个主栽水稻品种进行传毒,人工接种水稻黑条矮缩病毒(rice black-streaked dwarf virus,RBSDV) 后移栽田间,观察病苗症状,测量株高,统计发病率并分析病毒含量。结果表明,籼稻品种深两优5814和Y两优302的抗性较强,粳稻品种淮5和秀水14的抗性较弱。此外,病毒侵染后,籼稻品种深两优5814和Y两优302的OsMYC2和OsNPR1的mRNA表达水平显著高于粳稻品种淮5和秀水14。上述结果表明,籼稻品种深两优5814和Y两优302抗病毒能力与其体内茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)激素水平相关,这为今后筛选抗RBSDV材料提供了新的策略和思路。     

水稻品种耐热性与相关生化指标的关联分析

研究高温胁迫下水稻生化特性变化及其与品种耐热性的关系,可为水稻耐热性育种、耐热品种的鉴定和热害后补偿栽培技术研究提供依据。采用人工智能温室对水稻幼穗分化期到抽穗开花期进行高温处理,研究了高温胁迫对水稻叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白等6项生化指标含量变化的影响,对各品种生化指标变化与热敏感指数进行多元回归分析筛选水稻耐热性鉴定指标。结果表明,高温胁迫后,水稻叶片叶绿素、可溶性糖以及内源多胺含量在3个处理阶段均呈下降趋势,但耐热品种下降幅度明显小于热敏感品种;脯氨酸和丙二醛含量变化趋势与之相反,耐热品种脯氨酸含量上升幅度明显大于热敏感品种,而丙二醛含量上升幅度则明显小于热敏感品种;高温处理7 d后,叶片可溶性蛋白含量上升,处理14 d和21 d后呈逐渐下降趋势。高温胁迫后,叶绿素、可溶性糖、脯胺酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺等含量变化与水稻耐热相关性存在较大差异。叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛以及内源多胺含量可以作为水稻幼穗分化期到抽穗开花期耐热性鉴定的生化指标。     

硅对籼稻和粳稻品种磷积累的影响

硅(Si)可以改善磷(P)的营养,但是其内在机制尚不明确。本研究以4个籼稻和3个粳稻品种为研究对象,通过水培试验探究硅对不同水稻品种磷积累的影响。在营养液中添加硅显著降低了籼稻和粳稻品种的地上部磷含量,但几乎不影响根部磷含量。加硅处理不影响所有供试水稻品种的磷吸收及磷从根系向地上部的转移,但提高了磷的利用效率,增加了植株P/Mn和P/Zn比率。磷转运蛋白(PT)基因表达分析表明,在粳稻品种中只有OsPT6被硅下调,而OsPT6在籼稻品种中没有显著性变化;其他PT基因的表达不受硅的影响。由此,硅对不同水稻品种的磷积累有不同的影响,磷利用率的提高可能归因于较高的P/Mn和P/Zn比率,从而导致植物中较高的有效磷。     

水稻纹枯病抗性研究进展

水稻纹枯病以其危害面积大和造成产量损失多而越来越受到重视,已成为中国长江流域和南方许多省份水稻生产上的第一大病害。本文就水稻纹枯病抗源的发掘、抗性遗传方式以及抗性机理等方面的研究进行了综述,希望对今后水稻抗纹枯病育种起到一定参考意义。