黑龙江省稻瘟病菌生理小种鉴定及外引水稻资源的抗瘟性筛选

本试验将2006年、2007年和2008年3年采集的478个单孢菌株,利用日本的12个鉴别寄主和中国的7鉴别寄主两套鉴别体系对黑龙江省稻瘟病菌致病型进行分类,鉴别出优势小种为77.7、377.7、737.5、100、ZE1、ZG1;强毒力小种为437、777.7、777.1、ZA9、ZA1、ZA13;利用优势菌群和240个供试单孢菌株对63份外引水稻资源进行抗瘟性筛选,筛选出抗谱80%以上的资源有G39、吉粳88、沈农9903,可以广为利用;同时得出利用优势小种和强毒力小种对水稻资源进行抗瘟性筛选,是一项简单而准确的初筛选技术。     

黑龙江省稻瘟病菌生理小种毒力基因分析与抗病育种策略

近年来黑龙江省稻瘟病危害程度加重,给水稻生产造成巨大损失。为了解当地稻瘟病菌生理小种及其毒性基因的组成与分布,有针对性地利用抗性基因,选育抗病品种和使之合理布局,本文利用9个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、31个抗稻瘟病单基因系及12个当地主栽品种,对2006年采自该省主要积温区不同水稻品种的173个稻瘟病菌株进行致病性测定。结果鉴定出55个日本小种,优势小种为017、077、037、377和047,总频率为42.29%。鉴别力比较结果证实日本鉴别品种比中国鉴别品种更适合于当地稻瘟病菌致病性变异与小种分化研究。在12个主栽品种中,除龙粳14、龙盾104外,其他品种已经或正在丧失对稻瘟病的抗性。Pi9基因在所有积温区对稻瘟病菌株的抗谱都最广(平均94.80%),是当前黑龙江省水稻育种上极有价值的抗性基因;基因Piz-5(CA)、Piz-5(R)、Pita-2(R)、Pita-2(P)、Pi12(t)和Pi20(t)对供试菌株有高于70%的抗谱,也具有较高的利用价值。黑龙江省当前抗稻瘟病育种的策略应该是,在利用抗源龙粳14、龙盾104和Pi9的基础上,通过分子标记辅助选择方法聚合一至多个广谱抗性基因;同时加强对稻瘟病菌种群的监测和新抗源的发掘,有针对性地向主栽品种导入新的抗性基因。     

适用于云南粳稻种植区的稻瘟病抗性基因分析

为筛选广适用于云南粳稻区的稻瘟病抗性基因,在云南宜良、建水、祥云、永平这4种生态条件下对22个抗稻瘟病单基因系抗病性进行了自然诱发鉴定;将在宜良筛选出来的来自中国8省区的89份抗叶瘟粳稻品种(系)进行了6个稻瘟病菌株的接种鉴定,并用Pib、Pikh、Pi9、Pi5基因功能性分子标记进行了基因分析。结果表明,单基因系Pib、Pikh、Piz、Pi9连续2年在4个试验点对叶瘟和穗颈瘟均表现抗病,Pi5前期感叶瘟,但均中抗穗颈瘟;Pia、Pi1、Pil9、Pi3、Pi12、Pii、Pikm、Pik、Piks、Pish、Pit、Pita和Pita2 13个单基因系在4个试验点均感叶瘟和穗颈瘟,Pi7、Pizt、Pikp、Piz5仅在永平和祥云点中的1～2个点表现抗病。接种鉴定表明89份资源中79份抗6个菌株(占88.76%),8份抗5个菌株,2份抗4个菌株,从而确认这些材料对叶稻瘟病具有一定的抗性。89份资源基因分析表明携带Pib、Pikh、Pi9、Pi5的材料分别占62.92%、56.18%、21.35%、26.97%,但云南省内外存在差异,在云南省选育品种中分别为67.50%、57.50%、22.50%、37.50%,在云南省外品种中分别为62.16%、48.65%、27.03%、10.81%;78个材料携带Pib、Pikh、Pi9这3个基因中的1～3个,这可能是这些材料表现抗叶稻瘟的重要原因。本研究结果表明Pib、Pikh、Piz、Pi9、Pi5这5个基因在云南籼粳稻交错区-温暖粳稻亚区具有广泛的利用价值。     

黑龙江省粳稻品种稻瘟病主效抗性基因鉴定与抗性评价

为明确黑龙江省粳稻品种中稻瘟病抗性基因的类型、评价品种及抗瘟基因利用价值,利用8个已克隆主效抗性基因Pita、Pia、Piz-t、Pib、Pikm、Pi9、Pii和Pid3的特异性分子标记,结合402个黑龙江省各稻区的菌株接种供试品种的抗性表型,对20个黑龙江省粳稻品种的抗性基因型及抗病性进行分析。结果显示,Pia检出率最高,20个粳稻品种均检测到该基因,其次是Pita和Piz-t,检出率为80%;Pia、Pita、Piz-t、Pikm和Pi9在不同生态型品种育种中得到了较为广泛的应用,Pib、Pii和Pid3在不同生态类型品种间分布存在差异,仅在第1积温带的品种中发挥较好作用;唯一携带Pid3且具有Pita+Pia+Piz-t+Pib+Pii+Pid3基因型的龙洋16抗性表现最好,抗性频率高达93%;携带Pita+Pia+Piz-t基因组合的品种均表现出较好的抗病性,对黑龙江省粳稻品种的抗瘟贡献较大。揭示了黑龙江省20个粳稻品种的稻瘟病主效抗性基因类型及其对稻瘟病抗性的贡献,为寒地水稻种质资源的抗病性筛选和广谱抗病基因的利用提供重要依据。     

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。     

野败型不育系“赣香A”的稻瘟病抗性研究

赣香A是江西省农业科学院水稻研究所育成的一个野败籼型三系不育系,已经在省内外配组应用。为了弄清赣香A对稻瘟病的抗性水平,利用江西和福建省稻瘟病重发区进行自然鉴定,并用江西省26个市、县主要水稻产区采集的生理小种:ZA(24个)、ZB(70个)、ZC(18个)、ZD(3个)、ZE(2个)和ZG(5个)群,计122个稻瘟病单孢菌株和浙江省稻瘟病优势及致病性较强的10个混合菌株进行人工接种鉴定。结果表明,赣香A在江西井冈山稻瘟病重发区叶瘟为0级,高抗叶瘟;在福建省将乐县稻瘟病发病区连续四年鉴定,表现苗瘟0级,高抗叶瘟;在福建上杭茶地稻瘟病区鉴定,苗瘟为0级、叶瘟4级、穗颈瘟3级,发病率显著低于诱发品种,中抗稻瘟病;浙江省人工接种鉴定结果苗瘟为0级,高抗叶瘟。通过用122个稻瘟病单孢菌株分别对赣香A接种鉴定,以广抗品种特特普和感病品种丽江新团黑谷作对照,赣香A对81个菌株表现出抗病反应,占所测菌株的76.23%,对28个菌株表现出感病反应,占所测菌株的22.95%,仅对1个菌株表现出高感;对照广抗品种特特普对99个菌株表现出抗病反应,占所测菌株的81.15%,感病品种丽江新团黑谷仅对1个菌株表现出抗病反应,占所测菌株的0.82%;赣香A对ZA、ZB、ZC、ZE群和ZD7、ZG1生理小种,抗性频率达到62.5%~100%,而特特普对ZA群生理小种表现感病,抗性频率仅为4.17%,说明赣香A表现出广谱抗性。通过比较赣香A与30个单基因抗病品种对122个稻瘟病菌的抗感反应,可知,赣香A的抗病性,比所测30个单基因抗病品种中抗病结果最好的Pi-Zt(抗病率74.59%)要好。。     

子预44中抗稻瘟病基因Pi-zy3(t)的定位

稻瘟病是影响水稻高产、稳产、优质的重要病害。广谱持久抗瘟品种的培育和利用是防治稻瘟病最经济有效的措施之一,但广谱持久抗性分子机制还不清楚。子预44是一具有广谱持久稻瘟病抗性的云南地方粳稻品种,对其抗瘟基因的鉴定将有助于揭示其抗瘟分子机制。本研究通过利用子预44和感病水稻江南香糯杂交构建F2遗传群体,稻瘟病菌株LP33苗期喷雾接种亲本预44、江南香糯及F2代单株,对其抗性进行评价和主效抗瘟基因定位。研究结果显示:子预44表现高抗,江南香糯高感;F2群体稻瘟病抗感分离符合3:1的分离比,即子预44对LP33的抗性为单显性基因控制的抗性遗传,并将该基因暂定名为Pi-zy3(t)。进一步利用SSR分子标记将Pi-zy3(t)定位在水稻第六号染色体RM276到RM3827之间,为进一步的基因克隆和抗病机分子制研究奠定了基础,同时也为利用子预44进行抗病分子育种提供了辅助选择的分子标记。     

黑龙江省水稻品种对稻瘟病的抗性分析及评价利用

采用室内苗期抗谱鉴定的方法,选取178个稻瘟病菌株对黑龙江省13个主栽品种的抗稻瘟病进行了鉴定。从品种对整个黑龙江省稻瘟病菌株的抗性来看,龙粳14和龙盾104抗性最好,抗谱分别为93．82％和93．26％。从品种对适宜积温带稻瘟病菌株的抗性来看,绥粳7和龙盾104分别是第2和第3积温带抗瘟性最好的品种,抗谱分别为73．08％和95．40％。此外,还利用生物间遗传学关于联合抗病性分析的方法。分析了品种搭配在生产上的应用前景,联合抗病性系数最高的组合是龙稻7和绥粳7,联合毒性系数最低的组合是绥粳4和垦稻10。     

不同遗传背景下稻瘟病菌致病性对比分析

稻瘟病是黑龙江省水稻生产中的主要病害之一,造成重大产量损失。本文为明确不同遗传背景下4个稻瘟病菌株群致病性及其寄主品种的抗性改良情况,以中国鉴别品种、日本清泽鉴别品种、水稻单基因系品种和当地水稻品种为鉴定体系,以各群菌株为研究靶标,通过喷雾接种方式,结合联合抗病性和基因聚合方式完成改良分析得出下列结论:(1)在中国鉴别品种体系下,源自空育131、垦稻12、上育397和哈9811的菌株分别被划分为10个、6个、6个和9个生理小种,源自哈9811的菌株的优势小种为ZF1,其他3个类群菌株的优势小种均为ZG1。(2)在日本清泽鉴别品种体系下,源自空育131、垦稻12、上育397和哈9811的菌株分别被划分为19个、11个、13个和14个生理小种,其致病率平均值分别为54.17%、46.21%、41.67%和59.90%。(3)在水稻单基因系品种体系下,源自空育131、垦稻12、上育397和哈9811的菌株分别被划分为20个、11个、12个和16个致病型,其致病性相似系数分别介于0.20~0.87、0.25~0.90、0.25~1.00和0.31~0.88。(4)在当地水稻品种体系下,源自空育131、垦稻12、上育397和哈9811的菌株分别被划分为12个、7个、9个和13个致病型,其最佳抗性品种分别为龙盾104、松粳6号、松粳9号和龙稻7号。(5)从抗性改良角度分析,应用联合抗病性方式,其联合抗病性系数和联合致病性系数平均值分别介于0.71~0.92和0~0.08,效果较好;应用基因聚合方式,对源自空育131、垦稻12、上育397和哈9811的菌株表现免疫的基因组合分别有2个、2个、5个和7个。综合分析,以水稻单基因系品种为体系进行稻瘟病菌株致病性分析效果较好;2种抗性改良方式效果都较好,但也各有利弊。     

利用分子标记辅助选择改良春恢350稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pigm(t)抗谱广、抗性强。春恢350是超级早稻春光1号的恢复系,该恢复系配合力强,丰产性好,但不抗稻瘟病。本研究以携带抗稻瘟病基因Pigm的谷梅4号为抗源,以春恢350为轮回受体亲本,在回交选育过程中,通过表形筛选与分子标记辅助选择相结合,将Pigm(t)基因导入到春恢350中,获得3个带有目标基因的改良恢复系纯合株系。以江西近年来具有代表性的20个菌株对这3份材料进行抗性鉴定,其抗性频率为85%~100%,而原始对照春恢350的抗性频率仅为5%,表明抗性基因已成功导入春恢350中并表达;并用不育系江农早4号A与改良的春恢350测配,其杂种一代田间表现优势强,抗性强。     

黑龙江省稻瘟病菌无毒基因分析及抗病种质资源筛选

采用7个稻瘟病菌无毒基因的特异性引物,对177个来自黑龙江省的稻瘟病菌单孢菌株进行检测结果表明7个无毒基因在黑龙江省不同地区均有分布,但出现频率不同,其中频率最高的为ACE1,达到61.6%,最低的为Avr1-co39,只有31.6%;来源于不同水稻品种的菌株无毒基因组成不同。采用国际水稻研究所20个已知抗性基因的单基因系对48个黑龙江省稻瘟病菌进行毒力分析,与PCR检测无毒基因结果一致。同时,对20个抗病单基因系采用多菌株人工接种发现Pi-9在黑龙江6个地区对稻瘟病菌的抗谱为80%~100%,在育种中具有较高利用价值。     

北方粳稻区稻瘟病菌生理小种与毒性及其变化动态的研究

1996年对北方粳稻区稻瘟病菌生理小种鉴定和毒性频率分析的结果表明, 小种337、 237、 003、 137和537为该稻区的优势小种, 不同地区优势小种的分布及病原 菌群体的 遗传多样性存在明显差别。 对病原菌群体进行毒力频率分析的结果发现, 该稻区的稻瘟病 菌对已知抗性基因Pi-z、 Pi-zt、 Pi-t和未知抗性基因近等基因系F-21-6     

21个稻瘟菌株毒力与42个水稻品种抗瘟性的系统聚类分析

通过对42个水稻品种进行人工离体叶片接种,明确供试水稻品种对21个稻瘟菌株的抗普和病级并在此基础上对42个水稻品种抗瘟性作了初步研究。分别按供试21个稻瘟菌株毒力差异和42个水稻品种抗瘟性的多个抗性指标进行系统聚类分析。将供试稻瘟菌株分为七类,其菌株毒力差异显著,菌株毒性频率和平均毒力之间呈现高度负相关。把水稻品种分为七类,其中第三类的第一组抗性最好,抗普在85%~100%,病级4.0以下。结果对选育水稻抗瘟新品种、合理布局区内抗性水稻和防治稻瘟病爆发具有一定的实际意义。     

以丽江新团黑谷为遗传背景的抗稻瘟病基因累加系的选育及其抗性鉴定

以丽江新团黑谷（LTH）近等基因系为亲本,构建了3个F₆重组自交系群体,以具鉴别能力的菌株进行抗稻瘟病筛选,共获得3组携带两个抗病基因的累加系5个,即：1) F-Kpib-3（Pi-k^p/Pi-b）,F-Kpib-6（Pi-k^p/Pi-b）;2) F-Kita²-7（Pi-k/Pi-ta²）,F-Kita2-9（Pi-k/Pi-ta²）;3) F-Kmita（Pi-km/Pi-ta）。基因组成相同的累加系抗性相同,它们的抗病频率均高于相应的近等单基因系,3组抗病频率分别达100.0%、91.7%和50.0%。这些累加系可用于稻瘟病菌致病型鉴定、田间稻瘟病菌致病性变异监测和作为抗病亲本用于抗病育种。     

稻瘟病圃中水稻品系的抗瘟性评价与育种利用

在20世纪80年代抗病育种的基础上,从1994~2003年采用人工辅助接种、自然发病的方法对12151份次水稻材料在病圃中的稻瘟病抗性进行了监测。结果表明,10年共计有4933份次叶瘟表现抗病,7103份次表现为感病,分别占总份次的40.60%和58.46%;有4071份次颈瘟表现抗病,7965份次表现为感病,分别占总份次的33.50%和65.55%。有9034份次的材料叶瘟颈瘟表现一致,占总份次的74.35%,其中叶瘟感病颈瘟也感病的材料份次是叶瘟抗病颈瘟也抗病材料的两倍;叶瘟颈瘟表现不一致的材料有3002份次,占总份次的24.71%,其中叶瘟感病而颈瘟抗病的材料份次多于叶瘟抗病而颈瘟感病的材料份次。利用早期筛选的抗源,选育了抗病优良籼型杂交稻恢复系6326、蜀恢162、蜀恢527等。对稻瘟病抗病育种和抗病品种的合理利用等问题也进行了讨论。     

我国稻瘟病菌毒力基因的组成及其地理分布

用我国育成的6个近等基因系和IRRI-日本合作育成的24个单基因系,对来自我国吉林、辽宁、河北、江苏、浙江、四川、湖南、福建、广东和云南10个省的322个稻瘟病单孢菌株的毒力基因组成及其地理分布进行了测定和分析.结果表明,我国稻瘟病菌株含有与所有测试抗病基因相应的毒力基因,其中Av-kh+、Av-z+、Av-z5+和Av-9(t)+的出现频     

黑龙江省稻瘟病生理小种及品种资源抗性鉴定

为了明确黑龙江省水稻品种资源稻瘟病抗性,挖掘优异种质资源,适时了解黑龙江省生理小种群体变化特征。采用中国生理小种命名方法,通过苗期喷雾接菌鉴定,将2013-2014年黑龙江省的稻瘟病菌株划分为7个群42个生理小种,优势小种为ZD5和ZD7,出现频率分别为19.77%和12.21%,总频率为31.98%;通过苗期抗病性表现,筛选出宽抗谱品种14份,这些品种携带2~7个抗稻瘟病基因,绥粳12+合江23(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik)、牡丹江26+龙粳31(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pita、Pik)、牡丹江26+合江23(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik)等29个在抗稻瘟病育种生产上将具有较好防病效果的组合,并且能够聚合多个抗性基因,提高抗性水平、拓宽抗谱;其中龙粳31与其他9个品种的配对组合均为最优组合,对稻瘟病具有较高抗性;这14份宽抗谱品种是抗稻瘟病育种较好的抗源材料;部分品种如垦稻15、龙粳23和牡丹江25,仅携带2个本研究鉴定的基因,这些品种可能是携带未知抗性基因的新抗源,可作为进一步鉴定和寻找抗性基因的试验材料。