水稻黑条矮缩病抗性资源的筛选和抗性QTL的定位

通过水稻黑条矮缩病的田间鉴定发现,分蘖盛期的病状最为显著,是病症观察的最佳时期。对江苏省311份粳稻品种进行重病区田间鉴定试验,未发现对黑条矮缩病毒(RBSDV)免疫的品种。江苏省目前正在推广的24个主栽水稻品种发病率在10.0%～30.0%之间,曾推广的287份粳稻品种中,71.5%的品种发病率在10.0%～29.0%之间,其余品种发病率在29%以上。来源于日本的粳稻品种Koshihikari的黑条矮缩病发病率相对较低,籼稻高产品种桂朝2号为感病品种。利用Koshihikari/桂朝2号RILs群体进行抗RBSDV的基因定位,结果在第3染色体上标记RM7～RM5748之间检测到1个抗黑条矮缩病的QTL,来自Koshihikari的等位基因增强了水稻黑条矮缩病的抗性,携带抗性位点的家系明显提高了对RBSDV的抗性。本研究结果将为研究水稻黑条矮缩病和水稻抗黑条矮缩病分子育种提供重要信息。     

普通野生稻对南方水稻黑条矮缩病的抗性机制分析及主效QTL定位

南方水稻黑条矮缩病给水稻生产带来巨大的产量损失,开展水稻对该病的抗性机制分析及抗性基因定位,将为抗病品种培育提供材料基础和理论依据。本研究利用QTL-seq技术结合连锁分析定位抗病野生稻材料Y11的抗性主效QTL。结果表明,Y11对南方水稻黑条矮缩病的抗性源于对病毒的抗性而非抗虫性,属于数量性状。此外,在第6染色体上SSR标记RM20148和RM20297之间检测到一个新的南方水稻黑条矮缩病抗性主效QTL qSRBSDV6。本研究初步阐明了普通野生稻对南方水稻黑条矮缩病的抗性机制,定位到一个新的南方水稻黑条矮缩病抗性主效QTL。研究结果将为南方水稻黑条矮缩病的分子育种奠定基础。     

水稻对黑条矮缩病感病生育期研究初报

为明确水稻品种对黑条矮缩病的感病生育期,分别于水稻二、四、六、八、十叶龄期模拟田间发病条件对特特普和华粳6号两品种进行接种比较抗病性差异。结果发现八叶龄以内的特特普与十叶龄以内的华粳6号均表现为感病,十叶龄水稻品种则表现为不感病,随着叶龄的增加水稻品种对病害敏感程度呈下降趋势。这表明水稻品种不同生育期对黑条矮缩病感病性存在差异,而秧田期和本田前期是水稻对水稻黑条矮缩病感病性较强的时期,本研究结果可望为水稻黑条矮缩病综合防治策略的制定提供重要依据。     

以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性

水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的两个抗性QTL,以抗性亲本“明恢63”为供体,感病亲本“淮稻5号”为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育,减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定,抗性亲本IR36发病率为28.70%,感病亲本L5494发病率为84.26%,群体发病率范围为11.21%～89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱,总遗传距离为1475.97 cM,平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析,共检测到4个QTL,其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%,抗病等位基因来自抗病亲本IR36;第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%,抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上,利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料,在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。     

分子标记辅助选择Xa23基因改良杂交稻亲本的白叶枯病抗性

白叶枯病是世界上影响水稻产量最严重的病害之一,本研究利用携有目前已知的、抗谱最广和抗性最强的显性基因Xa23的水稻材料CBB23作为基因供体,以感白叶枯病的杂交水稻的3个骨干亲本培矮64S、明恢86和C418作为受体,采用杂交和复交,在分离群体中利用与Xa23紧密连锁的SSR标记RM206进行分子标记辅助选择。通过分子标记检测、田间抗性鉴定和农艺性状选择,BC3F3株系中获得Xa23基因纯合且农艺性状稳定的培矮64S、明恢86和C418。获得的恢复系或不育系及配制的杂交组合在田间对我国7个以及菲律宾P1和P6白叶枯病生理小种都具有抗性。     

烟草青枯病抗性的主基因+多基因混合遗传分析

烟草青枯病是一种破坏性极强的土传性细菌病害,可造成巨大的经济损失,并严重威胁烟草安全生产。为揭示烟草青枯病的抗性遗传规律,本研究以抗病品种‘岩烟97’、感病品种‘云烟87’为亲本配制杂交组合,连续2年采用主基因+多基因混合遗传模型方法对该组合P₁、P₂和F₆/F₇世代的青枯病抗性进行遗传分析。结果表明,‘岩烟97’的青枯病抗性表型值在烟草重组自交系群体(RILs,F₆/F₇)中均呈连续性正态分布,属于典型的数量性状遗传。‘岩烟97’青枯病抗性的最优遗传模型为4MG-AI,即受4对加性-上位性主基因模型控制,加性效应中以第1对主基因的加性效应值最大(14.751),上位性效应中以加性×加性上位性互作效应为主,主基因遗传效率为87.585%,表明‘岩烟97’的青枯病抗性遗传方式以主基因效应为主,环境效应影响较小。本研究结果为烟草抗青枯病主效基因的定位、克隆及紧密连锁标记的开发提供参考。     

分子标记辅助选育抗稻瘟病水稻新品种‘铁粳16’

稻瘟病是对水稻生产威胁最大的真菌病害,选育抗病水稻品种是防控该病最经济有效的途径。研究表明,聚合多个抗病基因可提高品种的抗性、拓宽抗谱。本研究以携带抗稻瘟病基因Pib的‘辽粳9234’和携带抗稻瘟病基因Pita的‘铁粳7号’为亲本,利用常规育种技术与分子标记辅助育种技术相结合从后代中鉴定到聚合抗稻瘟病基因Pita和Pib的后代。通过连续3年生产试验和米质分析,鉴定到1个同时具有抗稻瘟病基因Pita和Pib的稳定株系A-3,通过辽宁省水稻品种审定,命名为‘铁粳16’。人工接种结果表明‘铁粳16’较其亲本抗谱宽、抗性强。研究结果证实聚合Pita和Pib可提高水稻品种对稻瘟病的抗性,可为抗病基因聚合育种提供参考。     

水稻咪草烟抗性的遗传分析及其紧密连锁分子标记的筛选与应用

抗除草剂水稻的培育及推广能够提高除草效率, 取得巨大经济效益。本研究中金粳818为抗咪草烟资源, 以其与常规粳稻苏垦118杂交产生的F₂群体对抗性基因进行遗传分析与分子定位表明, 其抗性表型受1对显性核基因控制, 位于水稻第2染色体SSR分子标记RM7413和RM7426之间。对该区间候选基因预测和测序发现, 咪草烟靶基因-乙酰乳酸合酶基因(ALS)在重要功能位点发生1个碱基的突变(G变为A), 导致一个氨基酸由丝氨酸(S)突变为天冬酰胺(N), 初步确定ALS是抗性表型的重要候选基因。标记RM7413、RM7426与ALS的物理距离分别为165 kb、1612 kb。以金粳818与南粳9108为亲本, 检测标记RM7413在辅助育种实践中的应用潜力, 对杂交种及其自交后代进行连续表型及标记选择, F₇群体能够稳定遗传抗咪草烟性状, 表明RM7413在粳稻抗咪草烟辅助育种中具有巨大应用潜力。本研究结果为粳稻抗除草剂分子标记辅助改良奠定了基础。     

分子标记ST10对水稻条纹叶枯病抗性基因Stv-b~i的检测

近年来,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行辅助选择已经成为抗病育种的重要手段。本研究利用显性标记ST10对24个水稻品种以及24个水稻品种中的镇稻88/武育粳3号和武运粳7号/徐稻3号的2个F2群体进行检测。PCR结果显示,17个抗病品种有8个能扩增出约727bp的目标片段;在镇稻88/武育粳3号杂交组合中,感病亲本武育粳3号和F2群体中的8个感病单株均不能扩增出目标片段,抗病亲本镇稻88、F1和13个不感病单株中的11株都能够扩增出目标片段;用于检测的武运粳7号/徐稻3号的F2群体中,8株感病单株没有检测出目标片段,而13株不感病的单株有9株扩增出目标片段。结果表明,ST10与条纹叶枯病抗性基因Stv-b^i紧密连锁,表现为共分离。     

Fhb1基因改良‘周麦’品种赤霉病抗性研究

为加快‘周麦’品种赤霉病抗性改良,利用当地主栽‘周麦’品种（系）‘周麦22号’、‘周麦32号’、‘周11550’为母本,‘宁麦9号’、‘生选6号’、‘扬麦21号’等长江中下游地区抗赤霉病材料为父本配制一系列杂交组合,经过选择获得621份F₃~F₆后代材料。在田间选用来源于江苏和河南两地不同的赤霉病菌株,通过单花滴注法接种小穗进行赤霉病抗性鉴定,同时利用抗赤霉病主效基因Fhb1紧密连锁的诊断性标记His-InDel对后代材料进行分子检测。结果表明,江苏的赤霉病菌株接种后代材料田间鉴定为高抗和中抗的占总数的23.9%,而河南的赤霉病菌株感染后代材料田间鉴定为高抗和中抗占比为35.1%,说明后代材料的赤霉病抗性比感病亲本有明显的改良,而且材料对江苏的赤霉菌菌株的抗性比河南的赤霉菌菌株的抗性低。分子检测结果显示,携带Fhb1和不携带Fhb1的材料之间赤霉病抗性差异极显著。这表明利用Fhb1基因分子标记辅助选择技术可用于改良‘周麦’品种的赤霉病抗性。     

水稻黑条矮缩病抗性评价方法及抗性资源筛选

水稻黑条矮缩病是水稻主要病毒病害之一。目前由于缺乏规模、高效的黑条矮缩病抗性鉴定体系,制约了抗黑条矮缩病水稻资源的发掘,限制了抗黑条矮缩病的育种进程和基础研究。本研究通过分析水稻黑条矮缩病田间鉴定所需灰飞虱的有效接种密度、带毒率及播期等,提出水稻黑条矮缩病田间鉴定有效接种的灰飞虱密度在800万头 hm^-2左右较为合理,而带毒率应不低于5%。并进一步对现有黑条矮缩病人工接种鉴定的循回期、接种虫量、接种时间及虫龄等进行了优化。利用上述鉴定体系,2010年对来源于20个国家的共1240份水稻种质进行黑条矮缩病田间鉴定,初步获得发病率低于10%的品种34个;2011、2012连续两年对该34个品种进行多年多点重复抗性鉴定,发现来自东南亚地区的3个品种Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160连续3年发病率均低于10%,表现较高的黑条矮缩病的抗性。进一步分期播种鉴定的结果表明,Kanyakumari29在3个播期、3个鉴定点的发病率均低于12%,而Madurai 25和Vietnam 160发病率均低于9%。此外,在人工接种条件下Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160的发病率均低于9%。因此,多年多点田间鉴定和人工室内接种鉴定的结果均表明,Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160稳定、高抗黑条矮缩病。综上所述,本研究建立的田间鉴定与室内鉴定相结合的黑条矮缩病鉴定体系准确、可靠,可用于黑条矮缩病的大规模鉴定,该体系的建立及高抗黑条矮缩病水稻资源的发掘为水稻抗黑条矮缩病基因的鉴定及育种利用提供了重要的方法和材料基础。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL分析

利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,采用自然发病鉴定的方法,以穴发病率为表型值,对各株系进行黑条矮缩病抗性鉴定。群体的穴发病率偏向于抗病亲本,且呈连续性分布,表明水稻黑条矮缩病抗性受数量性状基因控制。利用WinQTLcart 2.5软件对黑条矮缩病抗性QTL进行分析,共检测到6个QTL,其中第6、11染色体上各有2个,第7、9染色体各有1个。第6、7、9染色体上的4个QTL在两个地点都能检测到,是稳定表达的QTL,尤其是第6染色体上的2个QTL,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,能在分子标记辅助选择育种中加以利用。     

利用Mudgo/武育粳3号F2群体分析水稻抗灰飞虱QTL

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫。Mudgo是一个高抗灰飞虱的籼稻品种,对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性抗性。利用Mudgo/武育粳3号F₂群体,构建了含有177个单株的F₂群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含104个SSR标记和3个Indel标记,覆盖整个水稻基因组1 409.9 cM,每两个标记之间的平均距离为13.2 cM。采用改进的苗期集团筛选法对177个F_2:3家系进行了抗性鉴定,通过Windows QTL Cartographer 2.5进行复合区间作图分析,在第2、3、12染色体上分别检测到抗灰飞虱QTL Qsbph2b、Qsbph3d和Qsbph12a,分别位于标记RM5791~RM29、RM3199~RM5442和I12-17~RM333 1之间,单个LOD值分别为3.25、3.11和6.82,贡献率分别为17.3%、15.6%和35.8%,各QTL增强抗性的等位基因效应均来自Mudgo。其中Qsbph12a与标记RM3331和I12-17紧密连锁。结合表型鉴定的结果,Qsbph12a应为抗灰飞虱主效QTL,与该位点紧密连锁的标记可用于抗灰飞虱快速选择辅助育种。     

水稻显性早熟基因Ehd的SSR标记定位

以籼稻品种广陆矮4和粳稻品种台中65为亲本构建高世代回交分离群体,选用分布于水稻全基因组的145个SSR标记对亲本及抽穗期早熟基因进行分析.结果表明,114个标记在亲本间具有多态性,多态率78.6%;在BC3F1群体中,检测到10个标记的基因型来源于供体亲本广陆矮4号;在BC3F2定位群体中,早熟植株数与晚熟植株数的分离比例为3:1,早熟植株平均比晚熟植株提早抽穗21 d;通过SSR标记与抽穗期共分离分析将显性早熟基因Ehd界定在分子标记RM271和RM258之间;Ehd与标记RM184和RM271紧密连锁,遗传距离分别为2.6 cM和2.1 cM,此结果为该基因分子标记辅助选择奠定了基础.     

水稻抗白叶枯病基因Xa7荧光分子标记开发与育种应用

本研究利用含有抗白叶枯病基因Xa7的水稻品种‘IRBB7’与9个感病水稻品种进行序列比对,在Xa7基因位点附近寻找碱基差异,结合PARMS (Penta-primer amplification refractory mutation system)技术,开发了与Xa7基因紧密连锁的荧光分子标记PM-Xa7,并利用该标记对72份水稻种子资源中的Xa7基因进行鉴定和对杂交水稻育种亲本‘美B’的白叶枯病抗性进行改良。结果显示,从72份水稻种质资源中鉴定出了两份含有抗病Xa7基因的水稻种质;利用标记PM-Xa7将‘IRBB7’中的抗病Xa7基因导入到‘美B’中,成功选育出了稳定的抗白叶枯病新保持系材料;在对‘IRBB7’与‘美B’的382份BC2F2代单株进行选择时,发现289株检测到抗白叶枯病荧光信号,93株检测到感白叶枯病荧光信号,与病原菌Xoo接种的实验结果完全一致。以上结果表明标记PM-Xa7可有效地运用于Xa7基因的抗白叶枯病分子标记辅助育种工作中。     

水稻温敏核雄性不育系培矮64S广亲和位点S-5的SSR紧密连锁标记

广亲和(WC)是水稻(OryzasativaL.)亚种间杂种优势利用的重要遗传工具。本研究对我国南方大面积推广应用的亚种间两系杂交稻亲本培矮64S的WC基因S-5n进行分子标记定位。从培矮64S//T8/秋光三交F1中选出由263个高育和低育极端类型组成的标记群体,选用来源于CornellSSR连锁图的20个标记和根据GenBank数据库公布的序列合成的9个SSR标记,通过BSA(分离群体分析)法对标记群体进行分析,该S-5位点精确定位于第6染色体上,距SSR标记GXR6和RM276的距离只有0.2cM。培矮64S的S-5n对育性贡献可使小穗结实率从平均43.5%提高到77.5%,贡献率达34.0%,表明它是一个很强的控制广亲和特性的主效基因。本研究所获得的这些紧密连锁标记对分子标记辅助选择培育广亲和水稻品种和基因克隆具有重要的利用价值。     

抗水稻黑条矮缩病RNA干扰载体的构建及遗传转化

水稻黑条矮缩病是由水稻黑条矮缩病毒引起的水稻病害,该病可导致病株生长迟缓、矮化、抽穗结实困难,严重影响了水稻的生产。在水稻黑条矮缩病毒基因组不同双链RNA序列的基础上,分别设计了5对特异性引物,通过RT-PCR获得了相应片段,结合基因沉默的方法,分别构建RNA干扰载体,并进一步将发夹结构构建入以玉米泛素Ubi为启动子、以bar基因为选择标记的改造后的植物双元表达载体pCA1300-Ubi中,经农杆菌介导对黄淮稻区主栽水稻品种圣稻13进行遗传转化,成功获得了5个含有水稻黑条矮缩病干扰片段的植物双元表达载体,经农杆菌介导获得了部分水稻转化植株。旨在为下一步对水稻黑条矮缩病的研究及抗病水稻新品种的培育提供材料。     

浙江省晚粳稻主栽品种白叶枯病抗性鉴定及抗病基因检测

对包括浙江省主栽品种在内的75份粳稻材料接种白叶枯病菌‘浙173’,在接种后不同时间观察发病情况,同时利用11个白叶枯病抗病基因连锁或功能性分子标记对接种后表现为抗病的材料进行基因型检测。结果表明：常规粳稻材料中‘ZH18-117’、‘春江糯6号’、和‘秀水63’等3个品种抗病性最佳,13份杂交粳稻仅‘嘉优中科2号’表现为抗病。被列入浙江省主导品种的常规粳稻‘浙粳99’、‘嘉67’、‘中嘉8号’表现为抗病,杂交粳稻仅‘甬优538’表现为中抗。不同品种动态发病研究显示：随着抗性的提高,水稻在后期抑制病斑的扩散能力也增强。白叶枯病抗性基因标记检测结果显示：‘嘉优中科2号’、‘浙粳60’和‘浙粳99’检测到与Xa1基因阳性对照‘三黄占2号’一致的条带;‘秀水09’、‘秀水63’、‘嘉花1号’、‘春江16A’等4个品种能扩增出Xa4基因抗性条带;其余抗病品种未检测到抗病基因。     

江淮稻区主要育成粳稻品种的耐淹性分析

选择4个生态类型的95份水稻品种,采用试管内种子耐淹萌发试验和模拟大田种子耐淹萌发试验两种不同试验方法进行耐淹性鉴定,以水淹状态下种质萌发7 d的胚芽鞘长度作为调查指标。结果表明:(1)不同的水稻品种在缺氧萌发时其胚芽鞘长度存在广泛差异。(2)两种耐淹性试验分析比较发现,模拟大田试验方法与试管内种子耐水淹方式的种子芽鞘伸长长度差异较大,模拟大田耐水淹试验结果表明芽鞘伸长受抑制主要是由产生的低温环境造成的。(3)两种处理结果表明‘连粳9号’、‘盐粳7号’、‘连粳7号’和‘连粳15号’等水稻品种具有既耐低氧又耐低温特性,可作为本稻区直播水稻品种。