水稻稻瘟病抗性基因的研究

水稻稻瘟病是由子囊菌Magnaporthe grisea(无性世代为Phyricularia grisea)引起的广泛性灾害。选育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病行之有效的方法之一。通过总结稻瘟病菌与水稻之间的相互作用机理,DNA分子标记的开发与应用,稻瘟病抗性基因定位、克隆与分离及其功能表达等相关方面的研究进展,展望了水稻稻瘟病抗性基因的研究方向。     

稻瘟病菌无毒基因序列变异研究进展

稻瘟病是水稻生产上的重要病害,稻瘟病菌无毒基因与水稻抗病基因间符合基因对基因学说,当寄主的抗病基因产物直接或间接识别稻瘟病菌的无毒基因产物时,可激发寄主产生过敏性坏死反应。在病原菌的致病系统中,无毒基因不稳定,经常发生变异,无毒基因的变异导致其逃脱寄主抗病基因的识别,抗病品种丧失抗病性。因此,了解无毒基因的变异机制对于培育抗病品种是至关重要的。无毒基因的变异机制主要包括点突变、缺失、插入、复制、移码突变等。目前,无毒基因AVR1-CO39,PWL,AVR-Pita的变异机制报道较多,ACE1,Avr Piz-t,AVR-Pia,AVR-Pii,AVR-Pik/km/kp的变异机制报道较少。     

水稻稻瘟病抗性研究与展望

稻瘟病是造成水稻(Oryza sativa L.)减产危害最严重的病害之一。为了发掘、鉴定和筛选水稻抗性种质资源,有效利用抗病的水稻品种来抑制稻瘟病的发生,解决水稻生产的障碍并掌握抗性种质资源的抗瘟基因及其分布,从水稻抗稻瘟病基因的抗性鉴定、抗性资源的筛选与利用、抗性遗传规律及抗病基因定位4个方面,对水稻稻瘟病抗性的研究进展进行了综述,为水稻抗稻瘟病资源的收集、选育和抗稻瘟病基因鉴定,加快抗性育种进程提供了理论依据。     

水稻稻瘟病抗性基因研究进展

稻瘟病严重制约着水稻的产量.种植抗病品种,提高水稻自身的防御体系是目前控制病害的最经济、最有效、最"绿色"的措施.因此,水稻稻瘟病抗性基因成为植物病理学家及育种学家的研究热点.随着工作的不断进展,截止2010年8月,已至少报道了64个抗稻瘟病位点共75个主效基因,克隆了15个抗性基因.综述了近年国内外研究进展,对已克隆的抗性基因的结构与功能进行了比较分析,并介绍了两种主要的改善稻瘟病的技术手段.指出随着越来越多抗性基因定位及克隆成功,功能基因辅助育种有望成为未来主要的育种手段之一,与分子标记辅助育种共同为水稻生产服务.     

水稻稻瘟病抗性基因的分子定位及克隆研究进展

 稻瘟病是全世界范围内影响水稻粮食生产的主要病害之一。培育和合理利用抗病品种是控制稻瘟病最经济、有效的措施。随着水稻（Oryza sativa）及稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）基因组测序的完成,水稻-稻瘟病菌的互作已成为研究植物与真菌相互作用的模式系统。在过去的50多年中,通过广泛的遗传分析,已经鉴定了84个稻瘟病抗性基因及大量的数量抗性遗传位点（quantitative trait locus）。其中,8个主效抗性基因及1个隐性部分抗性基因已被克隆。本文综述了迄今已鉴定及定位的稻瘟病抗性基因的研究情况,根据基因的定位信息将这些基因整合到一张连锁图谱中;对抗性基因簇以及簇内基因间的关系作了分析;并进一步对后基因组时代抗性基因克隆策略的变化及其对策进行了探讨。     

水稻主要抗瘟基因对吉林省稻瘟病菌的抗性评价

稻瘟病菌存在不同的生理小种(或株系),不同抗瘟基因对稻瘟病菌的不同株系具有不同的抗性。测定了17种抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性频率和基因组合的联合抗性频率。结果表明:Pi-kp、Pi-9(t)、Pi-ta2、Pi-z抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性较强,抗谱在80%以上,尤其是Pi-z的抗谱达到95%;基因组合的联合抗性频率比单个基因均不同程度提高,中等抗谱的基因间组合提高明显,选择合适的基因进行组合应用可以显著提高抗性。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

黑龙江省和海南省稻瘟病菌中AVR-Pita家族的分布及变异分析

【目的】通过检测黑龙江省和海南省不同稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)菌株群体中AVR-Pita家族的分布情况和变异特征，了解其变异类型的致病表型，为区域内抗病种质的筛选与选育提供参考。【方法】通过参考NCBI中公布的AVR-Pita家族序列分别对启动子区和CDS区设计特异性引物共6对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢菌株提取DNA，进行PCR扩增。通过电泳检测结果，分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序。测序结果与NCBI中相应的碱基与氨基酸序列进行比较分析，并利用水稻抗性单基因系，对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行无毒功能验证。【结果】在PCR电泳检测结果中，黑龙江省稻瘟病菌菌株携带所有待测基因，分布广泛且检出频率较高；而海南省稻瘟病菌菌株中仅携带AVR-Pita1和AVR-Pita2，并以低频率集中存在。无毒基因组成分析结果显示，黑龙江稻区的稻瘟病菌菌株复杂多样，携带的基因型种类较海南菌株丰富。PCR产物测序检测结果显示，AVR-Pita家族以点突变、插入和缺失为主要变异类型划分为19种,且不同稻瘟病菌群体来源的菌株，其变异类型...     

水稻稻瘟病抗性基因在抗性育种中的研究进展

【目的】 从水稻稻瘟病抗性的机理、抗性基因的定位、克隆以及抗性基因在育种中的应用,为水稻抗性基因的鉴定和抗性育种提供参考。【方法】 汇总和对比分析国内外的相关文献,分析不同抗性基因在水稻抗稻瘟病中的应用研究进展。【结果】 已有大约100个抗性基因被鉴定出和500个抗病基因相关的数量性状位点;在水稻基因组中被鉴定和定位的基因中,已有37个基因被成功克隆;在不同的育种方法中,基因工程育种是水稻稻瘟病抗性育种中最直接的方法。【结论】 水稻稻瘟病抗性基因的鉴定是抗性育种的基础,抗性基因的充分利用有利于快速有效的选育出新的具有广谱和持久抗性的抗病品种。     

三环唑诱导水稻抗性相关基因的表达分析

【目的】探讨三环唑处理下水稻抗性相关基因表达的动态变化及与抗瘟性的相关性。【方法】室内抑菌活性测定三环唑对稻瘟病菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;温室不同时间点接种稻瘟病菌后施用三环唑,测定其防效;利用实时荧光定量PCR对水稻受三环唑处理后不同时间点诱导抗性相关基因进行表达分析。【结果】三环唑对水稻稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发无显著抑制作用;接种稻瘟病菌24 h后施用三环唑,仍然能够获得87.2%的防治效果。RT-q PCR结果表明,三环唑能够诱导水稻防卫反应基因Os NH1-1、Os PR1a和Os PR10的表达,进一步选取水杨酸和茉莉酸途径的关键基因进行检测,发现茉莉酸途径的关键基因Os LOX和Os AOS2的表达受到三环唑显著诱导。【结论】三环唑防治稻瘟病并非仅仅抑制了黑色素的合成,三环唑对水稻具有诱导抗性作用,三环唑主要通过茉莉酸途径起诱导抗性作用。     

黑龙江省水稻稻瘟病研究现状及抗病育种

对黑龙江省水稻稻瘟病的研究进展情况进行综述,着重在稻瘟病优势生理小种的变化动态、抗性基因、无毒基因、抗病品种研究等方面进行了总结,并简要提出了黑龙江省稻瘟病研究及抗病育种的未来发展方向。     

云引稻瘟病抗性基因型的初步分析及其近等基因系构建

利用水稻品种稻瘟病抗性基因型鉴定菌株RB01～RB22,对云引苗期叶片进行离体接种,结果表明云引除对RB17和RB20感病外,对其他菌株均表现抗病,通过分析RB01～RB22对目前生产上广泛应用的24个稻瘟病抗性基因的抗性鉴定结果表明,这些基因的反应型均与云引不同,即可能含有除上述抗病基因之外的新的稻瘟病抗原。此外,通过连续回交、分子标记辅助选择和人工注射接菌相结合的方法,构建了以普感稻瘟病品种丽江新团黑谷(LTH)为遗传背景,含有抗稻瘟病菌株"四川-43"基因的近等基因系,为该抗病基因的遗传学研究和应用构建了良好的载体。     

稻瘟病抗病基因定位及克隆研究进展

稻瘟病是水稻生产中最严重的真菌病害,严重影响着水稻的产量。随着DNA分子标记的不断发展及水稻基因组测序的完成,稻瘟病抗病基因的定位克隆取得了突破性的进展,为稻瘟病抗病机理研究以及稻瘟病抗性育种奠定了重要基础。本文综述了稻瘟病抗病基因定位及克隆的研究进展,对稻瘟病抗病基因的研究成果在实践中的应用提出了展望。     

The arms race between Magnaporthe oryzae and rice: Diversity and interaction of Avr and R genes

Rice blast disease, caused by Magnaporthe oryzae, threatens global food security. The rice blast pathosystem is a longstanding model system for understanding plant-microbe interactions. In order to elucidate the coevolution of the host and pathogen, and provide the appropriate methods for preventing or controlling rice blast disease, researchers have focused on the evolution of virulence factors and resistance genes. Thus far, more than 30 rice blast resistance(R) genes and 12 avirulence(Avr) genes have been cloned. This review summarizes the cloned rice blast R genes, cloned Avr genes of M. oryzae and the interaction between them. This discussion also considers some of the major unanswered questions concerning this pathosystem and the opportunities for future investigations.     

稻瘟病菌八个组合后代菌株对楚粳3号的致病性遗传分析

 报道了利用8个稻瘟病菌杂交组合的后代菌株在云南水稻品种楚粳3号上的致病分离,分析稻瘟病菌94-64-1b对该品种所持有的无毒基因的研究结果。结果表明,94-64-1b 对楚粳3号持有的两个无毒基因,在自交后代中,发生了两基因的分离,在两次自交后,子囊孢子菌株中出现了持有单个无毒基因的菌株。根据基因对基因学说,说明水稻品种楚粳3号对菌株94-64-1b持有两个抗病基因。     

TRANSACTIONS OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS ＆ ASTRONAUTICS

Transactions of Nanjing University of Aeronautics ＆ Astronautics （ISSN 1005-1120） is a comprehensive academic publication focusing on the research achievements in aeronautics, civil aviation, astronautics and their theoretical basis. It mainly publishes the papers on advancements in science and technology researches, and significant achievements in researches on aerospace engineering, aircraft design, energy and power engineering, automation engineering, electronic engineering, computer science and application, mechano-electronics, material science and technology, civil aviation and their theoretical basis, such as solid mechanics, fluid mechanics, flight mechanics, flight control, navigation theory, applied mathematics and applied physics as well. It is published quarterly by Nanjing University of Aero- nautics ＆ Astronautics, and has started its publication since Oct. 1982. It is the first ＂Ten-Best Science and Technology Journals＂ in jiangsu Province.     

水稻抗稻瘟病基因和杂交稻品种在四川的抗性评价

为指导四川抗稻瘟病品种选育和合理布局,在四川蒲江、雅安和江油对含20个不同抗稻瘟基因的25个单基因系以及134个以杂交稻为主的四川水稻主栽品种进行了抗稻瘟病鉴定.结果表明,其中携带抗瘟基因Pi-km,Pi-kp,Pi-kh,Pi-z5或Pi-9(t)的抗稻瘟病单基因系在各病圃抗性表现较优.134个品种中98.48％的品种在蒲江和叙永叶瘟表现为感病,63.43％的品种在雅安叶瘟表现为感病;在各病圃均得到颈瘟数据的126个品种中,至少在一个病圃抗颈瘟的有4个,其中D优202在叙永、蒲江和雅安病圃叶瘟和颈瘟均表现为抗或中抗,而在各病圃颈瘟均严重感病(9级)的有27个品种.D香287叶瘟阶段在叙永和雅安表现为抗或中抗,颈瘟在叙永和蒲江也表现为抗病,而Q优2号在各试验地叶瘟颈瘟均表现为感病,这均与相应单基因系在各病圃抗性表现相一致.     

南繁区稻瘟病菌无毒基因的检测

为明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)无毒基因的分布情况,对6个无毒基因(ACEI、Avr-Pia、Avr-Pik、Avr-Pita、Avr-Piz-t和PWL2)在南繁核心区和非核心区60个稻瘟病菌菌株中的分布情况进行PCR检测。结果发现,这6个无毒基因在核心区和非核心区的检出率分别为100.00%和96.67%、33.33%和0.00%、100.00%和100.00%、96.67%和90.00%、73.33%和100.00%以及100.00%和73.33%。该结果说明除了无毒基因Avr-Pia在南繁非核心区的稻瘟病菌中未检测到外,其余无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中均存在,其中无毒基因Avr-Pik在2个区域的稻瘟病菌中分布率最高,均为100%,其他无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中表现出一定的分布率差异。     

水稻稻瘟病抗病基因的克隆

水稻是重要的粮食作物,稻瘟病严重影响水稻的产量和品质。实践证明,培育和合理利用抗病品种是控制该病害最经济有效和对环境最安全的途径。然而,往往具有单一抗病基因的水稻品种在广泛种植一段时间以后就丧失了抗病性。因此,对稻瘟病的防治一般从两方面着手,一方面需不断地发掘和创造新抗原;另一方面,抗病基因是植物-病原物互作中的一个关键因子,克隆抗病基因是研究植物抗病机制、揭示植物-病原物互作机理和了解寄主与病原菌共进化规律的基础,为控制和防治该病害提供全新的理论与途径。