SSR对黑龙江省主栽水稻品种抗瘟基因Pi-1的检测分析

应用水稻稻瘟病抗性基因Pi-1紧密连锁的3个微卫星标记RM144、RM224和MRG4766对黑龙江省49主栽水稻品种(系)进行抗瘟基因Pi-1检测分析。结果表明,用3个与抗瘟基因Pi-1紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-1有检测是非常有效的途径,检测到富士光等14个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻品种(系)中的分布情况,为分子育种、合理搭配种植品种等提供了理论依据。     

水稻抗白叶枯病新基因Xα32(t)的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xα32(t).应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位.通过对F2分离群体及F3家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xα32(t)基因连锁.它们与Xα32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、O.5、1.5和2.6 cM.其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧.将Xα32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内.     

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。     

水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa32(t)。应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位。通过对F₂分离群体及F₃家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xa32(t)基因连锁。它们与Xa32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、0.5、1.5和2.6 cM。其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧。将Xa32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内。     

采用SSR标记辅助选育具有Xa22(t)的云南高原粳稻新种质

以高原粳稻新品种滇粳优1号为轮回亲本,携带Xa22(t)基因的云南地方稻种扎昌龙为供体亲本,回交后代BC3F1290株和BC3F2290个株行为供试材料,采用与Xa22(t)紧密连锁标记RM224及其它11对SSR．标记进行辅助选择。290株BC3F1个体在RM224位点上杂合基因型个体的比率为21．04％;其它11对SSR．标记位点的轮回亲本纯合基因型个体比率平均为93．07％,但不同染色体标记位点上纯合基因型的比率不同。用云南高原粳稻上的白叶枯病优势菌株YH24对亲本、BC3F1单株和BC3F2株行接种鉴定,BC3F1中RM224位点上杂合基因型的61个植株表现为抗至中抗,RM224位点上滇粳优1号纯合基因型单株都表现为感病;由RM224位点杂合基因型BC3F1单株衍生的61个BC3F2代株行表现为抗、感分离。     

广东地方稻种沾叶独枝抗稻瘟病遗传分析及基因鉴定

沾叶独枝来源于广东陆丰籼型地方稻种,它对华南稻区稻瘟病菌具有广谱抗性。为了挖掘和鉴定沾叶独枝含有的稻瘟病抗性基因,利用对五丰B(WB)致病、对沾叶独枝非致病的稻瘟病菌代表菌株GD08-T19接种以沾叶独枝为抗性供体、WB为感病亲本获得的F2群体。菌株GD08-T19在F2后代群体的抗感比率为15R:1S,其抗性由两个显性基因控制。利用已开发的Pi1,Pi2,Pi9,Pii,Pish,Pita等抗稻瘟病基因功能标记分别检测了沾叶独枝,研究表明沾叶独枝含有Pita基因。为了鉴定沾叶独枝另一抗性基因,选用300个平均分布于水稻12条染色体上的SSR标记对由GD08-T19接种的F2代群体构建的抗病池和感病池进行筛选和连锁分析。发现位于第6染色体上的2个SSR标记RM19769和RM19959与抗性基因连锁。进一步的定位区域扩充标记连锁分析表明,有6个标记RM19792、RM19804、GDAP41、RM19818、ESR6、RM19844与目的抗性基因连锁。目的基因被初步定位于Pi2/Pi9/Pi50区域。目标区域的Pi50等位基因测序表明沾叶独枝的另一目的抗稻瘟病基因为Pi50本身。     

水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因Rf3的定位

以珍汕97A/明恢63的F2群体为材料,应用SSR标记对水稻野败型恢复基因Rf3进行定位。该试验从F2分离群体中筛选出119个极端不育单株组成隐性基因定位群体。针对水稻第1染色体短臂Rf3所在染色体的可能区间,应用37个SSR标记检测亲本,从16个多态性标记中挑选出9个检测定位群体。结果表明物理位置连续排列的SSR标记RM10353、RM1195和RM3746各有8个单株与Rf3基因发生了单交换,且重组子数表现为最少,据此可将Rf3定位于这3个标记的两侧标记内。因此最终将Rf3定位在相距679.9 kb的SSR标记RM10338和RM10376之间。     

的定位

 以珍汕97A/明恢63的F2群体为材料,应用SSR标记对水稻野败型恢复基因Rf3进行定位。该试验从F2分离群体中筛选出119个极端不育单株组成隐性基因定位群体。针对水稻第1染色体短臂Rf3所在染色体的可能区间,应用37个SSR标记检测亲本,从16个多态性标记中挑选出9个检测定位群体。结果表明物理位置连续排列的SSR标记RM10353、RM1195和RM3746各有8个单株与Rf3基因发生了单交换,且重组子数表现为最少,据此可将Rf3定位于这3个标记的两侧标记内。因此最终将Rf3定位在相距679.9 kb的SSR标记RM10338和RM10376之间。     

水稻抗白叶枯病新基因Xa32（t）的鉴定和初步定位

通过多菌系接种鉴定及抗谱分析,并与目前国际上已知抗白叶枯病基因比较,证明在水稻抗源C4064中含有一个新的抗白叶枯病基因,暂命名为Xa32(t)。应用分离集团分析法(BSA),借助SSR和EST等分子标记,对该基因进行了分子标记定位。通过对F₂分离群体及F₃家系单株进行遗传连锁性检测,发现6个位于水稻第11染色体长臂末端的分子标记RM27256、RM27274、RM2064、ZCK24、RM6293和RM5926与Xa32(t)基因连锁。它们与Xa32(t)基因间的遗传距离分别为2.1、1.0、1.0、0.5、1.5和2.6 cM。其中标记RM6293和RM5926位于染色体近端粒一侧,其他4个标记RM27256、RM27274、RM2064和ZCK24位于基因的另一侧。将Xa32(t)定位在水稻第11染色体长臂末端2.0 cM范围内。     

黑龙江省水稻品种抗稻瘟病基因Pi-5的分子鉴定

以48份黑龙江省主栽水稻品种为实验材料,利用基于水稻抗稻瘟病基因Pi-5本身设计的三对分子标记JJ113-T3、JJ80-T3、JJ81-T3筛选含有该抗稻瘟病基因的水稻品种,同时采用黑龙江省稻瘟病主要生理小种进行混合接种鉴定。结果表明,供试材料中龙粳香1号、龙交06-192、龙粳20、龙粳25、合江19、绥粳9、龙稻5和松粳3共8个品种含有Pi-5基因。实验结果明确抗稻瘟病基因Pi-5在黑龙江省主栽品种中的分布情况并评价其分子标记在黑龙江省抗病育种的应用价值,同时对于寒地水稻生产中抗稻瘟病品种的选择以及抗稻瘟病育种实践具有重要意义。     

粳稻品种吉粳809的稻瘟病抗性基因分析

稻瘟病是水稻生产中危害最为严重的病害之一,种植抗病品种是抵御稻瘟病危害的有效措施。本研究利用吉粳809的2个亲本材料吉粳88与93072配制的回交分离群体进行稻瘟病人工接种,采用抗、感极端分池法定位双亲的稻瘟病抗性基因,结合基因型分析,推断吉粳809的抗性基因组成。结果表明,回交群体对强致病菌GD9-1表现为4个主效抗病基因Pi-2(t)、Pi-7-1(t)、Pi-7-2(t)和Pi-11(t)分离,对弱致病菌GD19-1表现单个主效抗病基因Pi-2(t)分离,其中Pi-2(t)基因同时抗2个菌株。除Pi-2(t)位点抗性等位基因来自吉粳88,其余3个位点的抗性等位基因均来自93072。比较基因组研究表明,Pi-2(t)可能与Pi-b等位,Pi-11(t)可能与Pi-47(t)或Pik等位,而Pi-7-1(t)和Pi-7-2(t)是2个新的抗性位点,分别与RM21260和RM8037连锁,遗传距离为0.11 cM和6.97 cM。利用与上述4个抗病位点紧密连锁的SSR标记和来自3K水稻种质资源重测序开发的55K芯片鉴定抗性位点吉粳809与双亲基因型的异同,推断吉粳809抗性基因组成,发现吉粳809携带轮回亲本吉粳88的Pi-2(t)和来自供体亲本93072的Pi-11(t) 2个基因,合理地解释了吉粳809抗性明显好于吉粳88的原因。对如何通过不同主效抗性基因聚合特别是充分利用原来抗病品种中“丧失”抗性残效基因来改良品种的稻瘟病抗性进行了讨论。     

利用分子标记技术聚合Pi-1和Pi-2基因改良三系不育系荣丰A的稻瘟病抗性

以籼型水稻材料BL122为稻瘟病抗性基因的供体亲本,三系不育系荣丰A的保持系荣丰B为轮回亲本,通过常规杂交、回交、田间农艺性状筛选和分子标记辅助选择相结合,将Pi-1、Pi-2两个基因导入到荣丰B中,获得5个带有两个目标基因的改良保持系纯合株系。利用广东省致病性代表的30个稻瘟病菌株进行人工接种鉴定,5个改良株系的抗性频率均为100%,而原始对照荣丰B的抗性频率仅为56.67%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的穗颈瘟均为1级,表现高抗,而对照为7级,表现感病。所有改良保持系株系与荣丰A杂交和回交进行不育系转育,根据农艺性状综合评价,筛选出不育性彻底、后期熟色好的三系不育系安丰A。利用该不育系与一批恢复系配组,其杂交稻组合均表现出良好的稻瘟病抗性和丰产性,显示出很好的应用前景。     

利用分子标记辅助选择聚合Pi-1和Pi-2基因改良两系不育系稻瘟病抗性

以含广谱稻瘟病抗性基因Pi-1和Pi-2的BL122为供体, 温敏核不育系GD-7S为受体, 通过杂交、回交和自交并结合分子标记辅助选择, 将Pi-1、Pi-2基因导入温敏核不育系GD-7S中, 获得5个携带两个抗性基因的纯合改良不育株系。利用34个广东代表性稻瘟病菌株接种鉴定, 5个改良株系的抗性频率为94.12%~97.06%, 而对照GD-7S抗性频率仅为17.65%; 自然病圃诱发鉴定5个改良株系的叶瘟和穗颈瘟均为0级, 表现高抗。经自然条件和人工气候箱育性鉴定, 改良株系与对照均为无或少花粉败育类型, 自交结实率为0, 说明不育起点温度与对照基本一致。统计分析表明, 除剑叶长和每株穗数外, 改良株系与对照在其他农艺性状方面均无显著差异。与恢复系L38杂交, 改良株系的杂种F1与对照的F1大多农艺性状无显著差异, 说明改良株系基本保持了GD-7S的农艺性状和配合力。     

Molecular mapping of a new gene for resistance to rice blast (Pyricularia grisea Sacc.)

A single dominant blast resistance gene conferring resistance to a Korean rice blast isolate was identified in rice variety `Suweon 365'. We report the chromosomal localization and molecular mapping of this blast resistance gene designated as Pi-18, which confers resistance to Korean isolate `KI-313' of the blast pathogen. To know whether there is a relationship among genes conditioning resistance to location-specific isolates of the blast pathogen and thereby to identify linked markers to resistance gene for isolate KI-313 collected in Korea, RFLP markers previously reported to be linked to major blast resistance genes in different rice germplasm and other markers mapped to nearby regions were surveyed for polymorphism between a resistant (`Suweon 365') and a susceptible (`Chucheongbyeo') parent. Linkage associations of the RFLP markers with the resistance gene were verified using an F2 and F3 segregating population of known blast reaction. RFLP analysis showed that Pi-18 was located near the end of chromosome 11, linked to a single copy clone RZ536 at a distance of 5.4 centiMorgans (cM) and that this gene was different from Pi-1(t). An allelism test revealed that this gene was also different from Pi-k. Currently, a combination of RAPD and microsatellite primers is being employed to find additional markers in this region. Tightly linked DNA markers will facilitate selection for resistant genotypes in breeding programs and provide the basis for map based cloning of this new blast resistance gene. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Identification of microsatellite markers linked to the blast resistance gene <Emphasis Type="Italic">Pi-1(t)</Emphasis> in rice

The present work was conducted to identify microsatellite markers linked to the rice blast resistance gene Pi-1(t) for a marker-assisted selection program. Twenty-four primer pairs corresponding to 19 microsatellite loci were selected from the Gramene database (www. gramene.org) considering their relative proximity to Pi-1(t) gene in the current rice genetic map. Progenitors and DNA bulks of resistant and susceptible families from F₃ segregating populations of a cross between the near-isogenic lines C101LAC (resistant) and C101A51 (susceptible) were used to identify polymorphic microsatellite markers associated to this gene through bulked segregant analysis. Putative molecular markers linked to the blast resistance gene Pi-1(t) were then used on the whole progeny for linkage analysis. Additionally, the diagnostic potential of the microsatellite markers associated to the resistance gene was also evaluated on 17 rice varieties planted in Latin America by amplification of the specific resistant alleles for the gene in each genotype. Comparing with greenhouse phenotypic evaluations for blast resistance, the usefulness of the highly linked microsatellite markers to identify resistant rice genotypes was evaluated. As expected, the phenotypic segregation in the F₃ generation agreed to the expected segregation ratio for a single gene model. Of the 24 microsatellite sequences tested, six resulted polymorphic and linked to the gene. Two markers (RM1233*I and RM224) mapped in the same position (0.0 cM) with the Pi-1(t) gene. Other three markers corresponding to the same genetic locus were located at 18.5 cM above the resistance gene, while another marker was positioned at 23.8 cM below the gene. Microsatellite analysis on elite rice varieties with different genetic background showed that all known sources of blast resistance included in this study carry the specific Pi-1(t) allele. Results are discussed considering the potential utility of the microsatellite markers found, for MAS in rice breeding programs aiming at developing rice varieties with durable blast resistance based on a combination of resistance genes. Centro Internactional de Agricultura Tropical (CIAT) institute where the research was carried out     

利用分子标记辅助选择改良培矮64S的稻瘟病抗性

培矮64S是广泛应用于我国两系杂交水稻的光温敏核不育系,但稻瘟病抗性较差,高感叶瘟和穗颈瘟。本研究通过分子标记辅助选择的方法将稻瘟病抗性基因Pi-1、Pi-2从供体BL6中回交聚合到培矮64S中,并筛选得到的10株改良株系。改良株系对稻瘟病叶瘟和穗颈瘟的抗性明显增强。其中1752S-1,1752S-2,1783S和1789S花粉育性整体表现良好,在长日低温条件下的花粉不育率均达到99.5%以上,且与对照培矮64S在0.05水平没有显著差异。另外,1752S在各农艺性状的综合考察上呈现出明显优势,尤其是产量相关性状优势明显。     

利用分子标记辅助选择将抗稻瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17

本研究采用杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料P2的水稻广谱高抗稻瘟病基因Pi-9(t)导入杂交水稻恢复系泸恢17,再利用抗稻瘟病基因Pi-9(t)的特异分子标记pB8检测该目的基因,获得68份携有Pi-9(t)基因型的回交株系。基因型鉴定表明株系WR1023、WR1043、WR1056和WR1062为均含有Pi-9(t)基因纯合的回交后代株系。表型分析表明WR1023和WR1056株系农业性状已稳定,且其株叶型、抗稻瘟病及配合力较好,我们认为可以用作育种抗性亲本材料。     

抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记的筛选与应用

根据已报道的双侧连锁标记并利用已公布的水稻基因组序列信息,在广谱抗稻瘟病基因Pi-2（t)的附近找到了一个新的SSR标记,记为SRM24,估计它与Pi-2（t)间的距离大约只有0．5cM或43kb。利用该标记,成功地将Pi-2（t)从供体材料5173导入到迄今广泛使用的雄性不育保持系珍汕97B中,获得了一批携有Pi-2（t)的珍汕97B近等基因系。