空间诱变品系稻瘟病抗性变异及分子标记研究

 本文在前期苗叶瘟抗谱测定的基础上,通过对空间诱变粤香占和青华占高代品系(6代以上)病圃田间穗颈瘟的鉴定,表明苗期表现抗稻瘟病的品种多数在成熟期同样表现抗或高抗稻瘟病。SSR多态性分析表明粤香占和青华占突变品系与原种间存在1.6%~17.4%和7.2%~10.4%的多态性频率,并存在3种多态性表现形式:(1)扩增片段数增加,(2)扩增片段数减少,(3)扩增片段大小有差异。说明由空间环境诱导的DNA变异可能并非是单纯的点突变。进一步分析诱变品系的多态性频率与抗病性的关系,发现部分诱变品系的抗性随着多态性频率的增加而提高。     

转基因水稻对稻瘟病的抗性研究

 采用苗期初筛、复筛、抗谱测定和田间自然诱发试验等不同鉴定方法,对经分子检测证明已整合有碱性几丁质酶基因和β-1,3-葡聚精酶基因的22个转化系的转基因水稻植株进行稻瘟病抗性鉴定研究,筛选出对稻瘟病的抗性比原种对照七丝软占有明显提高的一系列转基因水稻品系,其中表现高抗的有来自F4-9转化株系的7个品系。高抗材料的R7代品系,经室内抗谱测定及田间病圃试验结果,仍然表现高抗稻瘟病。本研究通过转基因技术,成功地将优质感病品种改良成高抗品系,研究结果证明了利用基因工程手段培育抗病水稻新品种是一个非常有希望的育种途径。     

以水稻白叶枯病原菌培养过滤液离体筛选再生植株后代的抗病性研究

用人工接种方法,从水稻感病品种青二矮和桂朝二号体细胞组织培养再生植株后代(R2)中,筛选抗白叶枯病变异株系。测试932个株系,发现12个有抗性变异,其中7个整个株系的植株表现一致抗病,另5个则有抗感分离。在有抗性变异的12个株系中,6个是从含白叶枯病原菌培养过滤液培养基培养得来的327个无性系中筛选出来的;另6个是从来源于不含病原菌培养过滤液培养基培养的605个无性系中产生。变异率分别为1.83%和0.99%。经测定 W1和 W78两株系 R2扰病变异植株,在 R3、R4均抗病。它们的抗性与原种及感病对照品种金刚30的抗性达极显著差异,与抗病对照品种 IR26属同一水平。     

以水稻白叶枯病原菌培养过滤液离体筛选再生植株后代的抗病性研究

用人工接种方法,从水稻感病品种青二矮和桂朝二号体细胞组织培养再生植株后代(R2)中,筛选抗白叶枯病变异株系。测试932个株系,发现12个有抗性变异,其中7个整个株系的植株表现一致抗病,另5个则有抗感分离。在有抗性变异的12个株系中,6个是从含白叶枯病原菌培养过滤液培养基培养得来的327个无性系中筛选出来的;另6个是从来源于不含病原菌培养过滤液培养基培养的605个无性系中产生。变异率分别为1.83%和0.99%。经测定W1和W78两株系R2扰病变异植株,在R3、R4均抗病。它们的抗性与原种及感病对照品种金刚30的抗性达极显著差异,与抗病对照品种IR26属同一水平。     

大麦黄花叶病抗源筛选

研究比较分析了“青华矮6号”等水稻抗病新品种对我省稻白叶枯病〔Xan-thomonas campestris pv.orvzae(Gshiyama 1923)Dye,1978〕Ⅰ—Ⅳ菌群的抵抗性,它们的抗感性按照品种×菌株的互作反应,可划分为6个类型,以中抗品种“华竹40”为亲本杂交育成的新品种均表现不同程度抗病。其中尤以“青华矮6号”的抗病性最好。“青华矮6号”是采用多系杂交育成的一个纯晚型中迟熟、丰产抗病、米质好的品种,测试证明对广东Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ菌群表现高抗,对优势菌群的抗病等级为1.3～1.4,CK_1(IR_(26)抗病)为0.84～1.2,CK_2(二白矮感病)为6.0,抗性差异达到显著水平,L.S.D=0.77(P=0.05),主要抗性基因为Xa_4。该品种经3年多点大面积验证试验结果,它的丰产抗病性表现一致。     

水稻恢复系华占抗稻瘟病遗传分析及基因鉴定

 华占是近年来我国新选育的恢复系,广泛应用于杂交稻育种中,其配组的杂交稻组合对稻瘟病均表现出良好的抗性。本研究利用来源于华南稻区的62个稻瘟病菌株对恢复系华占、明恢63和广恢998进行抗病性鉴定,结果表明:华占对接种菌株的抗谱达到95.2%,对稻瘟病表现出广谱抗性。为进一步了解该恢复系所含的抗稻瘟病基因,以高感稻瘟病品种丽江新团黑谷为母本,以华占为父本,构建了丽江新团黑谷(LTH)/华占的F₂抗病遗传分析群体。利用对华南水稻品种具有致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD00-193a对随机选择的1 000个来源于LTH/华占的F₂个体及其F₁个体进行抗病遗传分析,结果发现F₁个体表型全为抗病,1 000个F₂个体的抗/感比率符合3∶1的显性单基因分离比,说明华占至少含有一个显性抗稻瘟病基因。利用均匀分布于水稻12条染色体的250对SSR引物,通过分离群体分析结合隐性群体分析法将华占的一个抗稻瘟病基因定位于水稻第6染色体的Pi2/Pi9/Pi50区域。通过Pi2等位基因的测序分析,结果表明华占含有Pi2抗病基因。本试验结果为华占在杂交稻上的应用及其配组组合的品种布局提供重要依据。     

三环唑和多菌灵对水稻抗病品种与水稻稻瘟病菌互作的影响

分析了三环唑和多菌灵对水稻稻瘟病毒力及对品种抗病性的影响,结果表明三环唑和多菌灵对水稻品种与稻瘟病菌互作有重要影响。当喷雾0.2μg/mL三环唑于13个日本已知抗性基因品种时,原对ZE₃和ZG₁混合菌株表现抗性的爱知旭表现感病,当喷雾2μg/mL三环唑时,爱知旭则表现抗病,而在0、0.2μg/mL三环唑时均表现抗病的露明则在2μg/mL三环唑时表现感病;喷雾0.2μg/mL多菌灵于13个日本已知抗性基因品种时,ZB₁、ZE₃、ZG₁混合菌株在0μg/mL多菌灵时表现抗性的爱知旭则表现感病,当多菌灵浓度为2μg/mL时,露明又表现为抗病,而在0、0.2μg/mL多菌灵时,对ZG₁表现为抗病的草笛则表现感病;13个已知抗性基因品种中其他品种在使用了三环唑和多菌灵后抗性也发生了变化,这说明稻瘟病菌的分布和组成与这类杀菌剂的长期使用可能有一定关系。     

浙江省水稻新品种(系)对稻瘟病的抗性研究

用4个稻瘟病菌小种对浙江省280份水稻新品种(系)进行稻瘟病抗性分析,结果表明:浙江省水稻新品种(系)对稻瘟病菌具有较好的抗性,籼稻和粳稻对参试菌株的全抗率分别为21.62%和39.05%,说明粳稻具有较籼稻更广的抗谱;浙江省新品种(系)对ZB13小种具有较高的感病率,籼稻和粳稻的感病率分别为69.37%和52.07%。     

冬小麦黄矮病的抗性遗传

以含有抗黄矮病基因的3个材料作母本、4个丰产性品种作父本,根据3×4不完全双列杂交的F1代,分析黄矮病抗性的配合力和遗传力;从双列杂交试验中选择产量、抗性均符合育种目标要求的2个组合,分析F2～F4代的抗性分离、遗传变异及遗传力,为制定高效的小麦抗黄矮病育种技术路线提供依据.结果表明:①抗黄矮病性状遗传主要由基因效应决定,受加性、非加性基因共同作用,以加性基因效应占绝对优势,与非加性效应之比为38.2 :1;②BYDV抗性遗传取决于感病亲本对黄矮病毒的敏感性,同一世代不同遗传背景下的群体分离及变异具有较大差异,而同一遗传背景下各世代平均抗性差异较小;抗性变异随世代的增加减幅较大,抗病基因纯合较快;③抗病性遗传力较高,其狭义遗传力介于75%～90%之间,遗传决定度达90%以上,在抗病育种工作中可对抗病性进行早代鉴定和选择.     

水稻白叶枯病抗性基因在不同载体品种上及杂种F_1的抗性研究

本研究测试了八个水稻白叶枯病抗性基因Xa3、Xa4、xa5、Xa7、Xa10、Xa11、Xa14和Xa23在相应载体品种上对华南白叶枯病优势致病菌系Ⅳ型菌和强毒菌系Ⅴ型菌的抗性反应;分析了Xa4、xa5、Xa7和Xa23抗病基因与不同感病品种杂交组合F_1的抗性表达模式以及显性抗病基因Xa7和Xa23在杂交水稻上的利用价值。结果表明:大部分抗性基因在不同载体品种上抗性表达一致,但也有少数基因在不同载体品种上抗性表现不一,甚至截然相反,说明不同遗传背景对抗性表达有影响,而这种影响因不同抗性基因而异。隐性抗病基因xa5(IRBB5)和显性抗病基因Xa23(CBB23)与感病亲本组合的F_1代分别表现感病和抗病,符合隐性基因或显性基因的抗性表达模式;而2个显性抗病基因Xa4(IRBB4))和Xa7(IRBB7)与感病亲本组合的F_1代,有部分组合的F_1代表现抗病,符合显性基因的抗性表达模式,有部分组合的F_1代表现感病,不符合显性基因的抗性表达模式。在杂交水稻上的利用价值方面,Xa7与2个不育系组合的F_1代均表现高感,不宜在杂交水稻上利用;Xa23(CBB23)与4个感病亲本,无论是不育系还是常规稻组合的4个F_1代全部表现抗病,抗性在F_1充分表达,在杂交水稻上有重要的利用价值。     

不同早稻品种对稻瘟病抗性研究

对16个我省主栽早稻品种进行了稻瘟病的抗性试验。结果表明,有8个品种对稻瘟病表现为很高的抗药性,6个品种表现为中抗,2个品种为感病。     

已知抗瘟基因在黑龙江省寒地稻区的评价与利用

 利用12个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、24个抗稻瘟病单基因系及6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178个稻瘟病菌株进行了致病性测定。结果表明：2006年黑龙江省稻瘟病菌生理小种划分为104个日本小种,077.7号生理小种比例最高为4.49%,017.1号、017.5号、037.5号生理小种出现频率为3.93%。就抗性基因而言,抗瘟基因Pi9(t)在全省抗谱为97.75%,是较好的抗源可以在全省内广泛利用;Piz-5、Pi12(t)抗瘟基因抗谱分别为78.09%和78.65%,根据品种种植区域可以有选择地利用。就品种而言,抗瘟基因Pi9(t)、Piz-5是空育131;Pi5(t)、Pita-2是垦稻10号;Pi9（t）、Pita是上育397;Piz-5、Pi12(t)是垦稻12号等品种抗瘟改良的有利基因;在研究中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。     

寒地水稻主栽品种稻瘟病流行规律

稻瘟病是危害我国水稻生产的四大主要病害之一。在自然发病条件下,研究了黑龙江省抗、感不同和熟期不同的6个生产主栽品种稻瘟病的流行规律,分析空气温度、相对湿度、降雨量、雨日数以及初始发病率等多种流行因素对发病率的影响。结果表明,不同熟期品种,感病品种叶瘟及穗颈瘟发病时间早、发展速度快、发病程度高,发病时间比抗病品种早7～10 d,供试品种田间稻瘟病的流行规律可用Logistic模型描述。分别建立了不同抗、感品种的稻瘟病叶瘟和穗颈瘟的预测模型,其中在黑龙江省水稻生产季节雨日和相对湿度对田间稻瘟病的流行速度影响最大,是稻瘟病流行的限制因子。     

利用分子标记提高筛选普感水稻抗病突变体的准确性

 水稻丽江新团黑谷(LTH)是一个云南地方粳稻普感品种,对全球近2 800多个稻瘟病菌生理小种均表现为感病表型。本研究为利用⁶⁰Co-γ射线辐照处理LTH种子,分单株收获M₁代种子。对M₂和M₃代植株分别进行稻瘟病的自然诱发筛选和人工喷雾接种筛选,以期从LTH中筛选获得抗性提高的突变体。在突变体筛选过程中,我们发现突变体的遗传背景受到零星异交或混杂干扰,这种情况在其他本底抗性水平较高的抗性突变体筛选中往往容易被忽略。为了确保突变体遗传背景的真实性,我们利用分布在水稻12条染色体上的在粳稻LTH与籼稻品种间存在多态性的In/Del标记,分析候选抗性植株是否为LTH纯合背景,以排除杂合假抗性个体。通过两种不同的筛选策略,最终从M₃代植株中分别鉴定出1份和4份抗性突变体,为进一步研究LTH普感特性奠定基础。将其中一个LTH抗病突变体分别与野生型LTH和籼稻普感品种CO39进行杂交,获得的F₂群体人工喷雾接种稻瘟病菌后调查抗、感植株的分离情况,分析结果显示,该突变体性状符合单个显性基因控制的遗传规律。另外,本研究结果表明:在水稻诱变育种工作中,不仅要做到充分隔离,还需借用分子标记辅助剔除零星意外串粉造成的杂合假突变体,以提高水稻突变体筛选的准确率。     

寒地水稻新品种(系)抗稻瘟病性鉴定及利用

１９９２～１９９７年通过稻瘟病人工接种和自然感病２种方法,共鉴定寒地水稻新品种（系）６３２份（次）,鉴定出抗稻瘟病新品种（系）５２份,在黑龙江省先后推广普粘七号、藤系１３７等１２个,获得较好社会效益和经济效益。     

水稻品种抗瘟遗传多样性分析及其应用

以水稻的Xa21基因中富含亮氨酸重复区域（leucine-rich repeat regions）设计的XLRR for（CCGTTGGACAGGAAGGAG）与XLRR rev（CCCATAGACCGGACTGTT）为引物,通过PCR扩增、聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染检测,进行了江西省水稻主栽品种和地方资源品种的抗病基因类似序列（resistance gene analogue,RGA）分析.结果表明,水稻抗病基因类似序列类型丰富,供试的23个品种的RGA-PCR指纹聚类后,当以欧氏距离4.5划分时,可分为6个遗传相似组.同一遗传相似组内的品种,在品种的特性上,有较强的相似性,如第二组,由两个品种大禾谷和长粒糯组成,它们均为高秆的地方优质老品种,生产上均较感稻瘟病.烂蔸糯和流稻糯两个糯稻品种,属同一遗传相似组.当以欧氏距离5.0划分时,可分为2个遗传相似组,其中一组包括圆粒糯、大禾谷、长粒糯等江西三个地方老品种和巴西陆稻.主栽品种汕优63、两优培九等与烂蔸糯、圆粒糯等优质地方老品种,遗传距离较远.田间试验表明,遗传背景差异较大的品种混合间栽,对稻瘟病平均防效达91.98%～95.68%.     

不同稻区稻瘟病菌致病型变异及基于MAS的品种对稻瘟病的抗性鉴定

稻瘟病是影响水稻生产的重要病害。监测田间稻瘟病菌菌群致病型的组成是有效推行利用抗病品种抗瘟策略的必须环节。本研究采集2015年湖北省10个稻作区的穗颈瘟标本,以单基因鉴别品系对分离得到的菌群进行致病型的测定,并分区进行品种的抗瘟性鉴定,结果表明,不同稻作区菌群致病型的组成存在差异,品种对不同稻作区菌群的抗性明显不同,单基因品系中9个抗性基因在湖北稻区受侵染程度也存在明显差异。