水稻抗稻瘟病单基因鉴别体系研究的概况与展望

概述了近半个世纪以来国内外稻瘟病菌生理小种鉴别体系发展的历程,着重介绍了杭稻瘟病单基因系和近等基因系创制的方法、技术及应用等,旨在为科学、高效地培育我国的杭稻瘟病近等基因系及建立田间病原菌群体无毒基因型鉴定技术提供借鉴。     

我国稻瘟病菌毒力基因的组成及其地理分布

用我国育成的6个近等基因系和IRRI-日本合作育成的24个单基因系,对来自我国吉林、辽宁、河北、江苏、浙江、四川、湖南、福建、广东和云南10个省的322个稻瘟病单孢菌株的毒力基因组成及其地理分布进行了测定和分析.结果表明,我国稻瘟病菌株含有与所有测试抗病基因相应的毒力基因,其中Av-kh+、Av-z+、Av-z5+和Av-9(t)+的出现频     

基因聚合对水稻稻瘟病的抗性影响

水稻稻瘟病是世界上广泛发生的水稻真菌性病害之一。本研究利用100个稻瘟病菌株对以C039为背景且带有单个基因和多个基因聚合的近等基因系进行接种分析，结果表明，Pil和Pi2属两个广谱高抗稻瘟病基因，两基因可在我国南方稻区加以合理利用。基因聚合后抗谱增宽、抗性加强，说明基因聚合是培育稻瘟病持久抗性品种的有效方法。     

水稻抗稻瘟病基因Pi47的精细定位和候选基因分析

不断挖掘和克隆抗稻瘟病新基因, 是解析水稻抗病分子遗传机制和培育抗稻瘟病新品种的重要基础。Pi47是笔者从广谱、持久抗稻瘟病湖南地方品种湘资3150中鉴定的稻瘟病抗性基因, 前期研究将其初步定位于第11染色体标记RM224和RM5926间。本研究利用3个Pi47单基因系与感病亲本CO39杂交F₂群体1687个感病单株对Pi47精细定位, 利用6个STS标记对3个单基因系进行背景分析, 采用生物信息学方法进行了候选基因分析。结果表明, Pi47被精细定位于CAPS标记S32与K33间0.24 cM区域的171.2 kb物理区间内, 背景分析将Pi47进一步缩小至SC12和K33间67.8 kb的区间内; 该区间含有8个结构基因, 其中2个编码NBS-LRR抗病类似蛋白, 为Pi47的候选功能基因。稻瘟菌抗谱比较分析发现, Pi47单基因系与其定位区间内4个Pik位点的等位基因Pik、Pikm、Pikh和Pikp的近等基因系抗谱不同。这些结果为进一步克隆Pi47和利用其进行分子标记辅助选择培育抗稻瘟病水稻新品种奠定了基础。     

以丽江新团黑谷为遗传背景的抗稻瘟病基因累加系的选育及其抗性鉴定

以丽江新团黑谷（LTH）近等基因系为亲本,构建了3个F₆重组自交系群体,以具鉴别能力的菌株进行抗稻瘟病筛选,共获得3组携带两个抗病基因的累加系5个,即：1) F-Kpib-3（Pi-k^p/Pi-b）,F-Kpib-6（Pi-k^p/Pi-b）;2) F-Kita²-7（Pi-k/Pi-ta²）,F-Kita2-9（Pi-k/Pi-ta²）;3) F-Kmita（Pi-km/Pi-ta）。基因组成相同的累加系抗性相同,它们的抗病频率均高于相应的近等单基因系,3组抗病频率分别达100.0%、91.7%和50.0%。这些累加系可用于稻瘟病菌致病型鉴定、田间稻瘟病菌致病性变异监测和作为抗病亲本用于抗病育种。     

分子标记辅助培育双抗稻瘟病和白叶枯病杂交稻恢复系

本研究利用常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将来自C750的抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因pi9聚合到感病杂交稻恢复系闽恢3139中.最后在回交后代中获得了4个双抗稻瘟病和白叶枯病改良系ZR21-sk1、ZR21-sk2、ZR21-sk3和ZR21-sk4,且其遗传背景恢复率达96%以上.用来自福建省具有代表性的24个稻瘟病菌株和白叶枯病广致病型菌系P6对改良株系进行人工接菌鉴定,结果表明,聚合了Xa23和pi9基因的改良系同时抗稻瘟病和白叶枯病,且抗性与抗谱与供体亲本C750相似.农艺性状分析显示,改良株系所配组合基本保持闽恢3139的农艺性状和配合力,可直接应用于生产或作抗性育种亲本.     

利用近等基因系定量评价穗稻瘟病田间抗性基因的预防效果

为了从数量上评价衍生于籼稻品种Modan并授予水稻穗瘟病田问抗性的Pb1基因的预防效果，用两年时间在两个试验点的水田中进行了稻瘟病抗性试验；试验所用的3种近等基因系是从大约2000个重组自交系中选出的，而这些重组自交系则又是通过日本水稻品种黄金晴（对稻瘟病敏感，不含Pb1基因）与月之光（抗稻瘟病，含有Pb1基因）杂交而育成的。     

广谱稻瘟病抗性基因Pigm和Pi2的抗谱差异及与Pi1的互作效应

Pigm是Pi2基因簇的等位或紧密连锁基因。本研究构建了4个不同遗传背景下Pigm和Pi2的系列近等基因系,204个菌株苗期接种结果显示其抗性频率均超过70%,但Pigm和Pi2的抗谱重叠度仅为54.4%~65.7%,聚合Pi1/Pigm和Pi1/Pi2杂种的抗性频率均超过90%。穗瘟人工接种及病圃自然诱发鉴定表现与苗期接种一致的发病趋势。农艺性状调查结果显示获得的近等基因系与其轮回亲本基本相似,存在较少的累赘连锁。表明Pigm是一个与Pi2抗谱差异明显的广谱抗性基因,对稻瘟病抗性育种具有重要应用价值。     

利用SSR标记定位粳稻云引抗稻瘟病基因

稻瘟病是由子囊菌Magnaporthegrisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyriculariagrisea(cooke)Sacc.]引起的广泛发生在我国南北稻区及世界各稻区的主要水稻病害之一,严重阻碍水稻高产与稳产。挖掘和利用广谱稻瘟病抗源,通过基因累加手段将不同抗稻瘟病基因聚集于一体,可延长抗稻瘟病品种应用年限。本研究应用6个稻瘟病菌系四川-1、四川-4、四川-9、四川-31、四川-39和四川-41,对广谱抗性粳稻品种云引F2群体进行田间注射接种,结果表明云引F2群体对所用的6个稻瘟病菌系均表现为3(抗病):1(感病)的分离比例,说明这些抗性均为单显性基因控制。本研究利用Mapmaker3.0/QTL将云引对四川-1菌系的抗稻瘟病基因初步定位在水稻的第11染色体上,云引对四川-4、四川-9、四川-31、四川-39和四川-41的抗稻瘟病基因初步定位在第2染色体上。     

以稻瘟病抗性基因分析为基础的水稻品种抗性布局研究

为实现哈尔滨水稻品种稻瘟病抗性合理布局,本研究于2011年以24个抗稻瘟病单基因系和12个水稻品种为靶标,以120个稻瘟病菌单孢菌株和22个稻瘟病菌鉴别菌株为选择压力,通过喷雾接种和离体接种方式完成试验,同时对部分结果进行了PCR复检,获得了各稻瘟病抗性基因利用价值和水稻品种含有稻瘟病抗性基因的准确信息,得出以下结论:124个稻瘟病抗性基因的抗谱在10.83%~93.33%,平均抗谱为38.09%;212个水稻品种共检测到稻瘟病抗性基因10个,pi-a基因出现频率最高;3结合两方面信息,初步制定单一品种和多品种抗稻瘟病布局方案。     

小麦抗白粉病近等基因系遗传背景的分子标记检测

利用AFLP分子标记技术,对近年来培育的几套近等基因系的遗传背景进行了检测,发现所检测到的遗传多样性主要集中于供体亲本之间,而近等基因系内部已达到很高的遗传一致性;包含Pm4b的近等基因系、包含Pm2/Pm6的近等基因系与轮回亲本遗传上比较接近,其内部选系之间也达到很高的一致性,是理想的近等基因系;发现Pm21中簇毛     

棉花黄萎病抗性与过氧化物酶同工酶分析

采用等电聚焦电泳方法 ,对棉花二对抗黄萎病近等基因系以及三对色素腺体近等基因系的子叶进行过氧化物同工酶 (POD)分析。结果表明 ,色素腺体和棉酚含量与棉花抗性没有必然的联系 ;环境条件对棉花抗性表现有一定的影响 ,但对子叶中 POD同工酶谱带无显著的影响 ;4条 POD同工酶酶带 (P4、P6、P7、P10 )的表现与棉花抗黄萎病性有关 ,这些酶带的特殊表现可用于棉花抗病性辅助鉴定和辅助育种     

抗粗缩病玉米种质和新组合鉴定分析初报

为鉴定和筛选出适于黄淮海地区种植的抗粗缩病的玉米新品种,采用田间自然感病鉴定的方法,对295份玉米自交系和10个用其组配的高产杂交组合进行粗缩病抗性鉴定。鉴定出高抗玉米自交系12份、抗性玉米自交系32份、中抗玉米自交系69份、感病玉米自交系71份和高感玉米自交系115份以及3个抗粗缩病的玉米杂交组合。其中,12份高抗玉米自交系可以直接用于抗粗缩病玉米新品种的选育。在选育抗粗缩病玉米新品种的初期,必须确保玉米杂交组合的母本和父本均达到中抗以上水平,或者其父本或母本之一必须为高抗粗缩病的自交系。     

小麦抗叶锈病基因Lr35的RGA分析

根据已知植物抗病基因的NBS,LRR等保守结构域设计引物,对小麦全套抗叶锈病近等基因系材料进行RGA分析。引物对Pto-kin1IN／XLRR-INV1从近等基因系TeLr35中扩增获得一条747bp的特异性片段。序列分析表明,该片段与小麦基因片段Triticum urartu clone BAC 210J24,Triticum monococcum DV92的BAC克隆231A16等具有较高同源性,为Lr35的克隆奠定了基础。     

小麦显性矮秆基因Rht3及其衍生系统抗穗萌特性研究

采用近等基因系法及成熟种子室内萌发试验研究了小麦显性矮秆基因Rht3及其衍生系统的抗穗萌特性,并对普通小麦13个显性、半显性、隐性矮秆基因的抗穗萌性能进行了评价。结果表明,Rht3基因及其株高提升的突变衍生系具有显著而稳定的抗穗萌特性。将Rht3基因回交导入不抗穗萌的普通小麦,受体品种成熟种子的a-淀粉酶活性降低了     

黑麦重复序列在检测小麦品种中外源染色体的应用

本研究根据RAPD引物OPH20在黑麦中扩增出的特异序列pSc20H.2设计一对PCR引物pSc20ht-23/24,以来源于黑麦的小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr45及感病对照Thatcher为亲本进行PCR扩增。并对42个小麦抗叶锈近等基因系及103个小麦品种材料进行检测。引物pSc20ht23/24在TcLr45中扩增出一条约750bp的条带,而在Thatcher中无扩增条带。对该特异片段回收、克隆测序为734bp。42个小麦抗叶锈近等基因系检测在TcLr26中扩增出与TcLr45相同的条带,而在同样来源于黑麦的小麦抗叶锈近等基因系TcLr25中未扩增出该条带;中国春-Imperial黑麦附加系1R-7R中除5R外均扩增出该条带;13个1B/1R易位系小麦品种也扩增出该条带;90个地方小麦品种中有16个扩增出该条带,6个品种经系谱分析具有黑麦遗传背景,表明该标记可用于检测小麦中含有的除黑麦5R染色体之外的外源染色质。     

玉米转Bt基因自交系的抗玉米螟特性鉴定初报

通过田间接卵和室内PCR分子检测,对采用回交法育成的Mo17Bt、478Bt、综3Bt和87-1Bt等4个转Bt基因自交系的抗虫性以及Bt基因的存在,进行鉴定.结果表明,4个转基因自交系群体的抗虫性明显提高,虫孔隧道长度比阴性对照平均缩短49.70%,差异达显著水平,但抗虫性不如阳性对照;群体内,单株间抗虫性仍存在差异,有高抗到高感不同类型,其     

杂交稻抗白叶枯病的遗传机制

8种不同胞质类型的不育系及其保持系与9个恢复系按P×Q交配设计分别配制不育系杂种和保持系杂种, 接种白叶枯病(Xoo)“强”致病力菌系ZHE-173和“弱”致病力菌系KS-6-6, 研究杂交稻抗白叶枯病的遗传机制。 结果表明： (1) 不育系或保持系、 恢复系以及不育系或保持系与恢复系间的互作对不育系杂种或保持系杂种抗性的影响均     

Linkage of Rust Resistance Genes from Wild Barley (Hordeum spontaneum) with Isozyme Markers

Eighty-three third backcross lines which comprise a set of near isogenic lines (NIL's) of the barley cultivar ‘Clipper’ but each carrying a different chromosomal segment from Hordeum spontaneum, marked with a distinct isozyme, were tested for resistance to three races of the barley leaf rust pathogen (Puccmia hordei). Fourteen lines showed resistance to at least one race and three showed resistance to all three races. The resistance in two of these lines was controlled by separate, single partially dominant genes. In one case the resistance gene named Rph1O was on chromosome 3 and linked (r = 0.15 ±0.05) with the isozyme locus Est2. In the second case, the gene (Rph11) was on barley chromosome 6 and linked (r = 0.07±0.02) with the isozyme locus Acp3 and (r = 0.11±0.02) with Dip2.     

标记辅助培育水稻抗稻褐飞虱和稻白叶枯病基因聚合系

稻白叶枯病和稻褐飞虱是水稻的主要病虫害,利用优良的抗性基因培育抗性基因聚合系对于防治稻白叶枯病和稻褐飞虱具有重要意义。本研究通过回交与分子标记辅助选择相结合的方法,将抗稻白叶枯病基因Xa23和抗稻褐飞虱基因Bph3分别导入主栽杂交水稻品种的保持系先B、天B、盟B、龙特甫B和桂B中。结果表明,获得稳定的单抗性基因导入系1436份和双抗性基因聚合系144份。人工接种鉴定结果显示,Xa23导入系和Xa23Bph3聚合系对抗稻白叶枯水平达到中抗和接近高抗的水平(1.1～3.0级),Bph3导入系和Xa23Bph3聚合系抗褐飞虱水平达中抗到抗的级别(3.2～4.0级)。农艺性状分析显示多数抗性基因聚合系的株高、剑叶长宽度、每穗粒数、结实率、千粒重等主要农艺性状与受体差异不显著,只有少数聚合系有1～2个性状的差异。SSR标记分析表明抗性基因聚合系的遗传背景回复率达89.6%～97.8%,等位性位点纯合度达95.6%～99.9%。初步证明本研究已成功地获得抗稻白叶枯病和稻褐飞虱基因的聚合系,这些抗性改良保持系具有良好的应用前景,并为建立完善的分子设计育种平台提供了重要育种材料基础。