哈尔滨地区抗瘟基因抗性分析及水稻品种抗性评价与利用

为明确哈尔滨地区24个抗瘟基因的抗性和20个水稻品种含有抗瘟基因型的情况,选取200个稻瘟病菌单孢菌株和22个已知无毒基因的鉴别菌株作为鉴定系统,通过喷雾法和离体划伤法接种,应用PCR技术对部分试验结果进行了重复性检测,并在此基础上进行了抗性布局分析。结果表明:24个抗瘟基因抗性差异较大,抗谱在11.00%~93.00%之间,平均抗谱38.29%;抗谱超过80.00%的基因有3个,由高到低为Pi-9、Pi-ta2和Pi-z5;抗谱低于20.00%的基因有9个,分别为Pi-a、Pi-ks、Pi-i、Pi-t、Pi-kp、Pi-ta、Pi-3、Pi-km和Pi-sh,Pi-a抗性最差。20个水稻品种中检测到抗瘟基因13个,共出现40次,其中Pi-a和Pi-19各出现6次,频率最高;龙稻5含抗瘟基因最多,4个,分别为Pi-ks、Pi-1、Pi-19和Pi-sh。在哈尔滨晚熟稻区建议布局绥粳8、中龙香粳1或者绥粳8+中龙香粳1搭配;在早熟稻区建议布局龙粳18、哈香07-321或者龙粳18+哈香07-321搭配。     

黑龙江省水稻种质抗瘟性及稻瘟病菌致病性分析

为明确黑龙江省水稻种质抗性及稻瘟病菌的致病性,以黑龙江省8个水稻品种、24个单基因系作为供试材料,120株稻瘟病菌株作为接种体,采用喷雾接种法测定了各供试水稻的抗瘟性及稻瘟病菌的致病性。结果表明,水稻品种对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在31.67%~68.33%和21.67%~55.00%之间,2010年最好的抗性品种为松粳12,2011年最好的抗性品种为五优稻4和东农425;松粳12东农425组合联合抗病性最好。水稻单基因系对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在10.00%~90.00%和5.00%~86.67%之间,抗性最好的单基因系分别为IRBLzt-T(Pi-zt)和IRBLz5-CA(Pi-z5);松粳12、东农425和龙粳22的基因聚合效果最好。2010年和2011年菌株对抗瘟基因群的致病率分别在8.33%~95.83%和25.00%~95.83%之间;无毒基因总出现频率分别为461和412次。研究表明,水稻种质抗性受菌株致病性影响较大,但高抗种质相对稳定,基因聚合方式更适宜当地品种抗性改良。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

用1995～2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定.结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-kh抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种.根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考.     

湖南50个水稻栽培品种的抗瘟性及抗瘟基因型推定

选用了16个含已知稻瘟病菌无毒基因单孢菌株对湖南栽培的50个水稻品种进行苗期离体接种鉴定,基于其抗感表型,分析了16个菌株对水稻品种的毒力频率,并依据"基因对基因"理论,对水稻品种进行了抗瘟基因型推定。结果表明,16个菌株对50个供试水稻品种的毒力频率(FV)介于31.25%~93.75%之间。其中,健优8号抗性相对较强,抗谱稍广,推荐在湖南省水稻生产作业中合理使用。通过DPS软件进行聚类分析,在0.75相似系数水平,50个供试的水稻品种被划成24类。其中,出现频率最高的抗性基因为Pi-20。     

水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌致病性分析

为明确水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的致病性分化情况，以24个抗瘟单基因系品种为寄主，来源于2017—2018年黑龙江省水直播稻田的242株稻瘟病菌菌株为接种体，采用离体划伤方法接种，记录病斑反应型，计算有效致病菌株率和抗性频率，并进行聚类分析。结果显示，在水直播条件下，2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对抗瘟单基因系品种的有效致病菌株率介于8.33%~95.83%和20.83%~95.83%之间，无毒基因出现频率分别为575次和622次；2018年，南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对鉴别体系的有效致病菌株率介于29.17%~95.83%和20.83%~91.67%之间，无毒基因出现频率分别为536次和571次。2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的致病性相似系数介于0.15~1.00和0.14~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和6个类群；2018年，南部和中东部稻区菌株的致病性相似系数介于0.15~0.93和0.26~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和4个类群。2017年，抗瘟单基因系品种对黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的抗性频率介于11.29%~88.71%和10.77%~86.15%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好；2018年，抗瘟单基因系品种对南部和中东部稻区菌株的抗性频率介于10.34%~82.67%和15.79%~85.96%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好。表明水直播条件下黑龙江省稻瘟病菌致病性分化剧烈，稻瘟病菌整体致病力较强，但仍有部分水稻种质抗性较好且相对稳定，基因聚合后抗性会得到进一步提升。     

福建省稻瘟病菌对主要抗瘟基因及主栽品种的致病性分析

为明确福建省各稻区的主要抗瘟基因及主栽品种的利用价值,2012—2014年采用喷雾法测定了丽江新团黑谷上的193个菌株对30个水稻抗瘟基因及93个主栽水稻品种的致病性。结果表明,供试稻瘟病菌对30个抗瘟基因表现为强致病力和较强致病力的出现频率分别为13.47%和52.85%,对93个主栽品种表现为强致病力和较强致病力的出现频率分别为1.55%和11.40%;供试稻瘟病菌对抗瘟基因Pi-k~m、Pi-7(t)、Pi-k~p和Pi-9(t)的毒力频率均低于20%;供试稻瘟病菌对谷优2329、谷优5138、昌优964等37个品种的毒力频率均低于20%,对谷优系列、全优系列、深优系列、泰丰优系列及天优系列水稻品种的毒力频率均低于20%。研究表明,在福建地区抗瘟基因Pik~m、Pi-7(t)、Pi-k~p和Pi-9(t)可作为抗源使用,且谷丰A、全丰A、深97A、泰丰A和天丰A仍是抗瘟性较好的育种亲本材料。     

湖南桃江病圃稻瘟病菌对24个水稻抗稻瘟基因的毒性分析

稻瘟病是水稻生产上的重要病害,了解稻瘟病菌群体毒性组成是水稻抗病品种合理布局的重要基础。2012-2015年从湖南桃江病圃中不含已知抗瘟基因的水稻品种‘丽江新团黑谷’上成功分离出351个稻瘟病菌单孢菌株,在温室于水稻5叶期采用离体接种法测定了其对24个水稻抗稻瘟病单基因系的毒性,结果表明,病圃中稻瘟病菌以广谱强致病性的菌株为主,病菌对不同抗瘟基因的毒力频率在50.56%~96.67%之间,而不同年度间对24个抗性基因均具毒性的菌株出现频率在0~15%之间。对2015年的每2个抗瘟基因的联合毒力分析表明,基因两两搭配后的联合抗病系数最高、联合致病系数最低的组合是Pi-3*Pi-k(RAC=0.19,PAC=0.43)。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

 用1995-2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定。结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-k^h抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种。根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考。     

吉林省主栽水稻品种抗瘟性评价及抗瘟基因型鉴定

 为明确吉林省主栽水稻品种的抗瘟性和抗瘟基因型,选用了一套已明确其无毒基因组成的稻瘟病菌标准菌株对吉林省68个主栽水稻品种进行喷雾和离体划伤接种试验。结果表明,68个品种的抗瘟能力存在较大差异,中抗以上抗病品种达到44个,占供试品种的64.7％;抗瘟基因推导结果结合特异性分子标记检测表明,Pita、Pia、Pish、Pita2、Pib和Pi9等6个基因为吉林省主栽水稻品种中主要的抗瘟基因,并且品种中含有的抗瘟基因数量与抗瘟能力呈正相关;根据结果推测,测试的所有品种中可能不含有Pi2、Pikh、Pikm、Pi11和Pi12基因。本研究揭示了吉林省近年主栽水稻品种的抗瘟能力和抗瘟基因组成,明确了吉林稻区主效抗瘟基因和基因聚合对稻瘟病的抗性贡献,为进一步培育广谱持久抗瘟品种和合理布局抗病品种提供了重要参考。     

水稻品种对黑龙江省部分稻瘟病病菌抗病性分析

以黑龙江省八五六农场2011年、2012年的稻瘟病病菌为选择压力,对6个水稻品种和24个抗瘟基因的抗病性进行了分析.结果显示,龙粳31的两年抗谱分别为53.51％和62.73％,中龙香粳1号的两年抗谱为58.77％和48.18％,抗病性较好;Pi-zt的两年抗谱分别为41.67％和23.08％.25个强致病力稻瘟病病菌的遗传聚类结果显示,共分为9个类群.其中,类群1为优势菌群,同时也是致病力最强的菌群.     

黑龙江省部分地区稻瘟病菌致病性分析及鉴别体系优化

为明确哈尔滨市及鸡西市稻瘟病菌致病性变化情况并优化鉴别体系,以24个水稻单基因系为鉴别体系,对2006—2008年采自2市的稻瘟病菌菌株进行致病型划分,并应用聚类分析方法完成鉴别体系优化。结果表明,应用水稻单基因系鉴别体系可将哈尔滨市2006—2008年采集的稻瘟病菌菌株划分为34、12和27个致病型,致病性相似系数分别为0.32~1.00、0~1.00和0.20~1.00;水稻单基因系对其抗性频率分别为2.86%~97.14%、8.33%~100.00%和10.00%~96.67%;鸡西市2006—2008年采集的菌株可划分为26、19和20个致病型,致病性相似系数分别为0.47~0.92、0.15~0.86和0.39~1.00;水稻单基因系对其抗性频率分别为3.85%~96.15%、5.26%~73.68%和4.76%~95.24%。适用于哈尔滨市的优化鉴别体系包括Pi-9、Pi-11、Pi-a、Pi-ks、Pi-5、Pi-i、Pi-sh、Pi-3、Pi-km和Pi-ta共10个基因,2006—2008年累计方差贡献率分别为86.15%、98.77%和87.39%;适用于鸡西市的优化鉴别体系包括Pi-9、Pi-11、Pi-a、Pi-ks、Pi-5、Pi-i、Pi-sh、Pi-1、Pi-7和Pi-t共10个基因,2006—2008年累计方差贡献率分别为82.58%、94.55%和90.37%。应用优化后的鉴别体系可将哈尔滨市2006—2008年采集的菌株划分为22、12和23个致病型,将鸡西市2006—2008年采集的菌株划分为22、14和18个致病型。     

A refined inoculation method to evaluate false smut resistance in rice

False smut, caused by Ustilaginoidea virens, is a serious disease of rice worldwide. To evaluate false smut resistance in rice, we developed a method combining the cultivation of the main culm of rice plants in the greenhouse and rapid preparation of a conidial suspension to inject into the leaf sheath. The method was used to evaluate false smut resistance in 18 varieties/lines of rice. For comparison, field trials were also carried out in 2007 and 2008. The results indicated that the greenhouse method was more reproducible than field trials: commercial varieties tested were resistant; almost all the forage varieties were highly susceptible; and blast-resistant varieties/lines were mostly resistant to false smut. Thus, this inoculation method will be useful for determining the level of false smut resistance in rice and for breeding resistant varieties.     

Virulence structure of theMagnaporthe grisea rice population from the northwestern Himalayas

The virulence structure of theMagnaporthe grisea rice population from the northwestern Himalayan region of India was deciphered on 24 rice genotypes harboring different blast resistance genes. Matching virulences appropriate to all the rice genotypes, except Fukunishiki (Pi-z, Pi-sh) and Zenith (Pi-z, Pi-a, Pi-i), were present in the pathogen population. Moreover, a very low percentage of isolates were virulent on Tetep (Pi-ta, Pi-k ^h, Pi-4^b) and Tadukan (Pi-ta/Pi-ta ²). Although virulence was recorded on most of the lines tested, none was susceptible to all of the isolates. Three pairs of genotypes, namely, C101LAC:C101A51; K-1: Dular; and Dular: HPU-741, exhibited complementary resistance spectra as no isolate combined virulence to both the members of each of the three pairs of genotypes despite the fact that individual members were susceptible to a major portion of the pathogen population. The blast resistance genesPi-z, Pi-k ^h, Pi-l andPi-2 and their various combinations were construed to provide broad spectrum and durable blast resistance in Himachal Pradesh. Pathotype analysis revealed the existence of extremely high pathotypic diversity in the pathogen population. Based on the observed population structure forM. grisea, it was not possible to designate a minimum set of pathogen isolates that could be used in blast resistance screens to identify effective sources of blast resistance. The overall results suggested that the pathotype analysis alone is insufficient to describe the existing pathogenic variability, especially when this information has to be used for guiding the breeding programs aimed at developing durable blast resistance. However, population genetics approach of studying pathogenic specialization by monitoring the frequency of individual virulence genes and analyzing virulence gene combinations for their association or dissociation might generate useful information for developing durable blast resistance. http://www.phytoparasitica.org posting May 14, 2006.     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

Identification of avirulence genes in the rice blast fungus corresponding to three resistance genes in Japanese differentials

The pathogenicity of progeny from crosses among three Chinese isolates of Magnaporthe grisea collected from rice was tested on three Japanese differentials (Ishikarishiroke, Aichiasahi, K 59) having the blast resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. Monogenic control was demonstrated for avirulence to the differentials. To identify resistance genes corresponding to the avirulence genes, the resistance and susceptibility in F₃ lines of the cultivars in response to the parents of the crosses were analyzed genetically. The three avirulence genes identified, designated Avr-Pii, Avr-Pia, and Avr-Pit, appear to correspond to resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. The monogenic control of avirulence in the fungus and monogenic dominant resistance in rice cultivars supports a gene-for-gene relation in the Pii-, Pia-, or Pit-dependent resistance to the rice blast fungus in rice cultivars.     

抗稻瘟病单基因系对籼稻稻瘟病菌小种鉴别力分析

 利用30个抗稻瘟病单基因系对146个来自广东的稻瘟病菌单孢分离菌株进行了致病性测定,其中17个单基因系对测试菌株的致病性有较好的鉴别力。基于主成分因子分析法,对17个单基因系和146个菌株组成的互作变量矩阵进行了因子提取,结果表明其中9个单基因系为代表的抽提因子可以解释变量总方差的80.437%,初步组建了这9个单基因系构成的稻瘟病菌生理小种单基因系鉴别寄主。按其对变量方差贡献大小排序,它们分别是:IRBLkp-K 60(Pi-k^p)、IRBLi-F5(Pi-i)、F128-1(Pi-ta²)、IRBL9-W (Pi-9(t))、IRBLsh-S (Pi-sh(1))、IRBLz-Fu (Pi-z)、IRBLkh-K3(Pi-k^h)、IRBL1-CL (Pi-1)、IRBLz5-CA (Pi-z⁵)。用这9个单基因系可将146个菌株划分为83个小种,将来自广西、福建、湖南、湖北、浙江、四川等籼稻区的54个菌株划分为26个小种。筛选的9个单基因系对我国籼稻区稻瘟病菌致病性有较强的鉴别力。在抗病性鉴定中,基于单基因系的代表菌株选择,可考虑应用聚类和变量分析法进行。