水稻抗白叶枯病分子育种的研究进展

白叶枯病是水稻主要病害之一。水稻白叶枯病分子育种包括白叶枯病抗性基因定位、克隆,白叶枯病抗生分子标记辅助选择,抗白叶枯病基因工程育种和白叶枯病抗性基因资源创新与改良。目前已发现和鉴定抗白叶病基因22个,其中Xa1、Xa21基因已图位克隆。随着Xa1-xa24(t)基因等分子生物学研究的深入开展,水稻白叶枯病分子育种也开始实现基因资源的定向操作和育种应用。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因表达载体的构建

[目的]构建水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因的表达载体。[方法]利用长片段PCR在抗白叶枯病水稻品种扎昌龙中扩增长10.6 kb的候选基因,将其通过Asc I单酶切克隆至植物表达载体pCAMBIA1300中,并对阳性克隆进行质粒PCR、酶切检测和测序分析。[结果]试验成功构建了水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因的表达载体。[结论]该研究为进一步研究Xa31(t)基因的功能奠定了基础。     

水稻白叶枯病的研究进展

本文阐述了水稻白叶枯病的研究进展情况水稻对白叶枯病的抗性可以根据发生机制、作用方式、抗病性遗传特点、表达的生育期等进行分类;目前,鉴定并已命名的水稻抗白叶枯病基因有Xa1～Xa26等24个,而且已经克隆三个抗白叶枯病基因即Xa21、Xa1和Xa26;利用水稻抗白叶枯病基因时不仅要考虑质量性状和数量性状的遗传,而且要考虑到抗病的持久性,可以聚合不同的抗病基因、搭配使用多个抗病品系,也可以利用持久抗病基因.     

Xa21基因导入水稻广亲和恢复系SWR20的研究

以成熟胚愈伤组织为转化受体 ,经农杆菌介导法将显性广谱白叶枯病抗性基因 Xa2 1导入高感白叶枯病的水稻广亲和恢复系 SWR2 0中 ,共获得 4 3个独立的转基因株系 ,1 0 0余株转基因水稻植株。经 GUS活性、潮霉素抗性检测及PCR分析表明 ,外源基因已整合到转基因水稻基因组中 ;白叶枯病原菌接种试验表明 ,大部分 T0 代转基因水稻植株的抗病性有明显提高 ,多数植株表现抗或高抗 ,个别为感病。经对农杆菌介导的水稻转化技术作进一步改进后 ,GUS瞬间表达率可高达 92 .5% ,稳定转化频率达到 2 7.6%     

水稻抗白叶枯病的分子基础

水稻的白叶枯病抗性符合基因对基因模式。在水稻中已经确定了19个抗病基因（R基因），其中Xa1和Xa21已被克隆并得到了深入的研究。同时在黄单胞杆菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）中已克隆到了4个无毒基因（Avr基因）。本文以水稻的广谱白叶枯病抗病基因Xa21基因为主，综述了水稻R基因的起源、进化、抗性特异性，病原菌Avr基因的进化，R基因和Avr基因之间的互作以及由于这种互作而导致水稻对白叶枯病抗性的分子机制，并对通过基因工程利用R基因和Avr基因增育抗病水稻种质的策略进行了讨论。     

水稻白叶枯病基因的作用机制与育种应用

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,水稻病害是其产量损失的重大威胁,由革兰氏阴性菌稻黄单胞杆菌所引起的白叶枯病是严重影响水稻产量的三大主要病害之一。传统的化学防治方法存在很多弊端,抗白叶枯病水稻品种的培育是世界公认防治该病害最为安全、有效的手段,抗病种质资源鉴定与抗性基因挖掘是抗病品种培育的前提。在自然和人工双重选择压力下,白叶枯病菌不断变异,陆续出现了新型致病变种,主栽品种逐渐失去抗病性,因此发掘和鉴定更多的持久抗病基因显得非常必要。对已克隆的 16 个白叶枯病抗性基因进行简要归类,并从基因的发现、定位、克隆、作用机制等方面对广谱抗白叶枯病且应用较好的 3 个基因Xa23、Xa7 和 xa5 进行详细阐述,对白叶枯病抗性育种方法分子标记辅助选择育种、转基因育种和基因标记育种进行介绍。此外,结合不同白叶枯病基因的自身特性及当前育种利用中存在的问题,展望白叶枯广谱抗病分子育种的未来方向。     

6个已克隆水稻白叶枯病抗性基因及其作用机理(综述)

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.oryzae( Xoo)致病菌引起,导致水稻减产甚至绝收.到目前为止,已有30多个白叶枯病抗性基因被发现,其中仅有Xa1,Xa21,Xa23,X3/Xa26,Xa27,xa5和xa13等基因被克隆.文章概述了其中6个(除Xa23)已克隆抗病基因的结构、表达产物及其作用机理的研究进展,指出该方面研究存在的问题,分析了原因.     

水稻抗白叶枯病基因的鉴定、定位和克隆

综述了水稻抗白叶枯病抗性基因的鉴定、定位和克隆的历史及其进展。到目前为止,已鉴定出的抗性基因编号达到Xa29（t）,定位到染色体上的基因有19个,已克隆出的基因有5个。并讨论了合理利用抗性基因防治白叶枯病及其前景。     

优质常规粳稻浙禾622的多种病害抗性基因分子分析

稻瘟病、白叶枯病以及条纹叶枯病是危害水稻的重要病害，严重影响稻谷产量与品质，因此，培育优质多抗水稻品种并解析其抗病分子机理具有重要意义。本研究以优质多抗常规粳稻浙禾622为材料，利用稻瘟病、白叶枯病以及条纹叶枯病的抗性基因功能型或紧密连锁标记，并结合PCR克隆及测序分析，明确该品种携带多种病害的抗性基因，浙禾622中携带Pi36、Pi50、Pizt、Pi63、Pib、Pi64、Pish、Pi37、Ptr、Pikm2和Pi35等抗稻瘟病基因，Xa25、Xa23和Xa14等抗白叶枯病基因，以及抗条纹叶枯病基因STV11。这些结果将为该品种的推广应用及进一步遗传改良奠定理论基础。     

农杆菌介导籼稻Xa21基因的转化及其遗传研究

应用农杆菌介导转化体系，成功地将Xa21基因导入籼稻幼胚来源的愈伤组织，获得籼稻优良恢复系T461、优良常规品种粤香占和中1063个品种共33个独立的转基因株系。PCR和Southern分析结果表明，Xa21基因已整合到转基因植株基因组中。接种分析表明，T0代转基因植株的白叶枯病抗性得到不同程度的提高，转基因植株自交T1代白叶枯病抗性表现出分离，且大多为1-2个整合位点的孟德尔方式遗传，与Southern分析结果一致。     

26份水稻材料白叶枯病和稻飞虱病抗性基因检测与分析

对26份水稻材料进行抗病基因检测,包括8个白叶枯病抗性基因(Xa1、xa5、Xa7、xa13、Xa21、Xa23、Xa26、Xa27)和2个稻飞虱病抗性基因(Bph14、Bph15).其中23份水稻材料中含有Xa1基因材料20份,含xa5基因材料20份,含Xa7基因材料23份,含xa13基因材料12份,含Xa21基因材料9份,含Xa23基因材料23份,其中抗性4份,感性19份,含Xa26基因材料23份,含Xa27基因材料21份,其中抗性5份,感性16份.另有3份材料进行稻飞虱病抗性基因Bph14、Bph15检测,检测结果表明这3份材料均含有Bph14、Bph15基因.选取13个已报道的基因标记或连锁标记检测26份杂交稻材料,初步确定了其抗白叶枯病和抗稻飞虱病等位基因分布和利用情况,为水稻基础材料的筛选、亲本材料的选择及育种应用提供了良好的参考.     

杂交水稻抗性育种策略探讨

文章介绍了水稻稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱和螟虫等主要病虫害的抗性遗传和育种进展,探讨了当前广西杂交水稻病虫害抗性育种策略。抗稻瘟病育种强调新抗源的发掘、抗性基因的聚合及长期的病区自然诱发筛选;抗白叶枯病育种强调Xa23基因的利用;抗稻飞虱育种要利用bph14、bph15和bph18等新鉴定的抗性基因,后代选择以分子标记和抗性鉴定相结合;抗螟虫育种以转基因材料为供体,开展转基因抗虫水稻的杂交转育。     

杂交水稻抗性育种策略探讨

文章介绍了水稻稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱和螟虫等主要病虫害的抗性遗传和育种进展,探讨了当前广西杂交水稻病虫害抗性育种策略。抗稻瘟病育种强调新抗源的发掘、抗性基因的聚合及长期的病区自然诱发筛选;抗白叶枯病育种强调Xa23基因的利用;抗稻飞虱育种要利用bph14、bph15和bph18等新鉴定的抗性基因,后代选择以分子标记和抗性鉴定相结合;抗螟虫育种以转基因材料为供体,开展转基因抗虫水稻的杂交转育。     

白叶枯病抗性基因Xa23的分子检测

用与水稻抗白叶枯病基因Xa23紧密连锁的SSR标记RM206,对中野5112、恢复系桂649及其35份优良杂交后代F4材料进行分子检测。结果显示,供体材料中野5112和其中的13份杂交后代材料携带有Xa23抗性等位点,占37.14%,受体材料桂649和另外的22份杂交后代材料没有携带Xa23抗性等位点。说明Xa23基因的遗传比较稳定,出现在优良杂交后代的机率较高,为选育和创新优良的抗白叶枯病育种中间材料,进而育成抗谱广、抗性持久的杂交稻组合和常规稻品种提供了良好的基础。     

利用分子标记辅助选择聚合Xa4、Xa23和Pi9基因

利用常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将高抗水稻白叶枯病Xa4和Xa23基因、广谱高抗稻瘟病肿基因聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。选用广西具有代表性的13个稻瘟病菌株、白叶枯病广致病型菌系P6和中国7个流行菌系对杂交后代进行人工接种鉴定,结果表明,聚合了Xa4、Xa23和pi9基因的株系09—371、09—375能同时抗白叶枯病和稻瘟病,对白叶枯病抗谱和抗性水平与供体材料W7相当,对稻瘟病的抗性与供体亲本75—1—127水平相当。Xa4、Xa23和Pi9三基因纯合株系可以作为水稻育种的多抗供体材料。     

广西水稻白叶枯病有效抗病基因和抗性亲本的筛选

[目的]明确可在广西利用的白叶枯病抗病基因和抗病亲本。[方法]利用白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.Oryzae）广西优势菌型IV菌接种一套水稻抗白叶枯病单基因系、广西主要的杂交稻亲本和一些重要的种质材料,并调查了其抗感情况。[结果]对IV型菌具抗性的品种有IRBB5、IRBB7和CBB23,且分别含有抗病基因xa5、Xa7和Xa23,确认为白叶枯病菌IV型菌的有效抗病基因。[结论]为抗白叶枯病育种提供了依据。     

抗稻瘟病和白叶枯病籼稻新种质R156的创制

扬稻6号是杂交水稻育种中被广泛应用、具有重要地位的骨干亲本,但其稻瘟病抗性和白叶枯病抗性均普遍偏弱。通过分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pigm和Pi33、抗白叶枯病基因Xa21和Xa23导入到扬稻6号,借助重测序技术最大限度地消除每个抗性基因的连锁阻力,构建了高背景回复率近等基因系NIL^Pigm、NIL^Pi33、NIL^Xa21和NIL^Xa23,表现为稻瘟病或白叶枯病抗性的明显改良。在此基础上,进一步通过基因聚合创制了性状优良、包含所有4个抗性基因的优良株系R156,可作为水稻分子育种的核心种质。     

利用分子标记辅助选择选育抗白叶枯病恢复系

利用水稻恢复系C418与携带Xa21基因亲本回交转育的中间材料,通过分子标记辅助选择,结合人工接种鉴定,农艺性状考察和田间配合力测定,选育出一批携带Xa21基因、白叶枯病抗性显著提高、农艺性状优良、配合力较强的新恢复系,同时筛选出一批优势杂交组合,为杂交稻抗病育种奠定物质基础。     

利用分子标记辅助选择育种(MAS)技术改良水稻恢复系粤恢826

[目的]改良杂交稻恢复系粤恢826,以提高其稻瘟病和白叶枯病抗性,改良米质,为选育抗病、优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.[方法]以含稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2、白叶枯病抗病基因Xa23及蜡质基因Wx的中间材料Z1103为供体亲本,杂交水稻强恢复系粤恢826为受体亲本,利用分子标记辅助选择(MAS)技术和系谱选育方法,聚合4个外源基因以改良粤恢826的抗病性和米质,并进行稻瘟病和白叶枯病抗性及米质鉴定.[结果]经SSR分子标记检测、田间抗病性及米质鉴定,获得以粤恢826为遗传背景且含有目标基因的6个改良株系,通过农艺性状筛选与恢复力测试,优选到一个含有Pi1、Xa23和Wx基因的纯合株系,其恢复力好,农艺性状优良,2014年早造定名为粤恢88,其田间鉴定稻瘟病抗性3级,白叶枯病抗性1级,米质为软米.2014年晚造与两系不育系Y58S配制杂交稻组合Y两优88,其在品比试验中产量达6543 kg/ha,比对照深两优58香油占增产4.97%,未达显著水平(P>0.05),且抗稻瘟病,中抗白叶枯病,米质鉴定为国优3级和省优3级.[结论]MAS技术可有效聚合多基因(Pi1、Xa23和Wx基因),使粤恢826的稻瘟病和白叶枯病抗性及米质明显改良,获得抗稻瘟病、高抗白叶枯病、米质为软米的新恢复系粤恢88,为选育抗病优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.     

Xα21基因导入水稻广亲和恢复系SWR20的研究

以成熟胚愈伤组织为转化受体，经农杆菌介导法将显性广谱白叶枯病抗性基因Xα21导入高感白叶枯病的水稻广亲和恢复系SWR20中，共获得43个独立的转基因株系，100余株转基因水稻植株，经GUS活性，潮霉素抗性检测及PCR分析表明，外源基因已整合到转基因水稻基因组中，白叶枯病原菌接种试验表明，大部分T0代转基因水稻植株的抗病性有明显提高，多数植株抗或高,抗，个别为感病，经对农杆菌介导的水稻转化技术作进一步改进后，GUS瞬间表达率可高达 92．5％，稳定转化频率达到27．6％。α