水稻抗白叶枯病基因及其抗病机理的研究进展

水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv．oryzae致病菌引起的全球性水稻病害。到目前为止,已有26个抗病基因被发现,有10个基因已在染色体上被定位,包括显性基因Xa1、Xa4、Xa21andXa26(t)等和隐性基因Xa5、Xa13等。对大部分抗病基因的抗病机制了解还不是很清楚。利用标记辅助选择(MAS)进行抗病育种是防治白叶枯病的有效途径。在此,综述了已发现的抗水稻白叶枯病基因的种类、分子标记、抗病机制和在抗病育种中的应用。     

水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、定位、克隆与育种应用

水稻白叶枯病是由黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae Xoo)引起的细菌性病害,发掘、鉴定和利用新抗源是控制水稻白叶枯病的有效途径.白叶枯抗性基因定位和克隆,使分子标记辅助选择和转基因技术在白叶枯抗病育种中发挥了重大作用,也使人们在分子水平对白叶枯病抗性机制有了深刻认识.文章综述了白叶枯病抗性基因定位,克隆以及在育种方面的应用,并对如何利用抗病育种减轻白叶枯病的危害提出了几点建议.     

水稻抗白叶枯病基因的聚合育种

白叶枯病是严重危害水稻生产的重要病害之一,利用聚合多个抗性基因的水稻品种是控制该病害的有效途径。本研究以携带Xa4、xa5、xa13、Xa214个抗白叶枯病基因的IRBB60与8个水稻新品系,组配8个杂交组合.应用分子标记辅助选择技术从F2和F3群体中共获得216个携带4个抗白叶枯病基因的纯合体。用华南地区的5个白叶枯病病原菌小种进行田间接种的试验表明,4个抗性基因聚合系的抗性水平高于只带1个抗性基因的近等基因系。这些聚合系可用作华南地区高抗白叶枯病水稻品种育种的亲本材料。     

水稻抗条纹叶枯病基因Stv-bi的分子标记辅助选择

水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大,人工接种抗性鉴定比较困难,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-bⁱ是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-bⁱ紧密连锁的SSR及STS分子标记,用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718(圣稻13/镇稻88)、F50701(武优34/T022//圣稻806)、F60702 (V6/T022//镇稻88)进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定,其结果的符合率分别为99.3%、87.7%和91.8%。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ分子标记辅助选择。     

水稻抗条纹叶枯病基因Stv-bi的分子标记辅助选择

水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大,人工接种抗性鉴定比较困难,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-bⁱ是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-bⁱ紧密连锁的SSR及STS分子标记,用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718(圣稻13/镇稻88)、F50701(武优34/T022//圣稻806)、F60702 (V6/T022//镇稻88)进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定,其结果的符合率分别为99.3%、87.7%和91.8%。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ分子标记辅助选择。     

水稻白叶枯病抗性研究进展

白叶枯病是世界水稻重要病害之一,且已成为研究植物和病原菌互作的模式,对该病的研究对其它病害有借鉴意义。目前已鉴定出29个抗白叶枯病基因,其中17个基因被定位到染色体上,4个基因已被克隆,在这些工作的基础上,已通过分子标记辅助选择和转基因方法育成了一些抗病新品系,展示了水稻抗白叶枯病分子育种的广阔前景。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻抗病基因Pi-ta、Pi-b和Stv-bi

水稻稻瘟病和条纹叶枯病是长江中下游粳稻稻区两大主要病害,选育抗病品种是防治这两大病害最有效的方法。以同时含有稻瘟病抗病基因Pi-ta和Pi-b的武运粳8号,含有条纹叶枯病抗病基因Stv-bⁱ的镇稻42为基因供体配置杂交组合。利用Pi-ta和Pi-b的基因标记和Stv-bⁱ紧密连锁的分子标记对分离世代进行基因位点的检测,结合田间多代选育、抗性鉴定将3个抗病基因同时转育到高产品种中,选育出高产、优质、多抗水稻新品系74121。利用分子标记辅助选择,为选育多抗水稻新品种提供了一种简单、快捷的选择方法,同时也为水稻抗病育种提供了新的遗传资源。     

水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究

水稻条纹叶枯病在中国的大流行,给部分省份造成了巨大的经济损失,因此进行水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究具有十分重要的意义。在此,笔者概述了水稻抗条纹叶枯病基因资源的筛选与利用、水稻品种抗条纹病毒和抗介体灰飞虱之间的关系、水稻条纹叶枯病抗性基因定位以及转条纹病毒基因工程水稻研究进展,着重讨论了水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究存在的问题和今后的研究方向。     

水稻抗白叶枯病新基因Xa39分子标记有效性的评价

Xa39是一个对水稻白叶枯病具有广谱抗性的显性新基因,在水稻抗白叶枯病育种中具有良好的应用价值和前景。在前期研究中,我们将该基因定位在水稻第11染色体上。本研究利用携带Xa39基因的供体亲本FF329与受体亲本BT4、BT6、BT12、BT18杂交培育出4FL10、4FL14、4FL17、4FL21四个育种F2分离群体,结合人工接种抗病性鉴定,对3个与Xa39紧密连锁的分子标记进行分子标记辅助选择(MAS)有效性比较,筛选高效的PCR分子标记。结果表明,标记RM26985和RM206在上述4个群体中的MAS准确率分别达到95.81%和93.61%,同时使用两者其准确率达到95.59%,上述2个标记在水稻白叶枯病抗性改良育种中可以提高Xa39的选择效率。     

不同杂交组合白叶枯病抗性鉴定及遗传多样性分析

为提高抗白叶枯病新品种选育效率,减少育种的盲目性,本实验以87份杂交水稻品种为研究对象进行水稻白叶枯病鉴定,同时在基于SSR分子标记技术上进行遗传多样性分析。通过白叶枯病表型聚类和SSR分子标记聚类相结合方式进行分析,选择在抗白叶枯病方面具有优势的亲本。研究结果表明：在以优良不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和优良恢复系R301、N111S为亲本的杂交水稻的白叶枯病的等级较低。在遗传多样性分析方面,筛选出36对具有多态性位点的SSR引物,分子量范围为90～200 bp;共扩增出118个等位基因,87份杂交稻品种在不同位点等位基因数目平均为3.3个,范围为2～6个,平均Nei’s基因多样性指数为0.452,变幅为0.096 (SSR03)～0.764 (SSR19)。亲本不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和恢复系R301、N111S在选育抗白叶枯新品种时具有一定育种价值,可以为育种家选育抗白叶枯病新品种提供参考。     

水稻白叶枯病抗性基因和相关因子研究利用进展

水稻白叶枯病严重制约水稻生产,抗病基因的发掘与利用是目前防治该病害最环保有效的手段。为高效发掘、研究和利用抗白叶枯病基因,本文概述了白叶枯病菌与水稻的互作机制,总结了抗白叶枯病基因的定位与克隆现状并对其功能类型加以分类,归纳了抗病相关因子的研究进展。针对目前抗白叶枯病基因的研究进展缓慢且概述性研究报道相对滞后的现状,提出研究展望,认为应更深入研究水稻抗白叶枯病基因的定位克隆与利用,并大力探究抗病基因与抗病相关因子的协同作用关系。     

水稻稻瘟病及水稻纹枯病病害程度图像检测

由于水稻稻瘟病及水稻纹枯病的病害程度是根据距离特征来检测,目前还没有定义数字图像距离的唯一方法。为了实时获取作物病虫害危害程度信息,该文研究了一种利用椭圆模型来检测水稻稻瘟病及水稻纹枯病的危害程度--用椭圆拟合水稻稻瘟病单株最大病斑,计算椭圆主轴长与人工检测的实际最大病斑的长度比较,分析两者相关性,结果具有极显著性;同理,用椭圆拟合水稻纹枯病单株高度及病斑最高处距基部的距离,计算两椭圆主轴长并求两者之比即可对水稻纹枯病危害程度进行检测,平均正确率在90%以上。该研究对大型精准喷雾植保机械实时获取植物病虫害危害程度信息有较大参考价值。     

水稻抗纹枯病种质资源、抗性遗传和育种研究进展

水稻纹枯病以其常发性和对水稻产量造成的巨大损失而越来越受到重视，长江以南许多省份已将其列为水稻生产上的第一大病害。本文就水稻纹枯病抗病种质的资源发掘与利用、抗性遗传方式以及水稻纹枯病抗病育种进行了综述，认为目前水稻抗纹枯病研究中主要存在以下问题：缺乏高水平（免疫）抗源；没有一套比较客观、准确和简便的抗性鉴定标准；有些高抗材料表现为部分抗性；分子遗传研究和抗病育种脱节；以及高抗亲本配制的杂交组合在生产上抗性不高等。结合本课题组所进行的工作，认为当前水稻纹枯病抗病遗传育种研究应着重于以下方面：继续筛选、创制抗源；抗性鉴定中宜将Rush的0-9级标准和相对病斑长、Groth指标以及叶片蜡质含量结合使用；遗传研究群体和育种群体宜尽量为同一群体；聚合杂交育种和分子标记辅助选择结合应用，培育多基因抗病品种。同时展望了今后水稻纹枯病的研究前景。     

水稻白叶枯病及稻瘟病抗性材料的筛选

2006—2007年对从国际水稻研究所引进60份及国内育成50份水稻种质资源进行白叶枯病及稻瘟病抗性、主要农艺性状进行了系统的研究和评价。结果表明,110份水稻种质资源高抗至中抗白叶枯病23份,占供试材料20.91%;抗稻瘟病18份,占16.36%。经鉴定评价筛选出7份同时抗白叶枯病和稻瘟病的双抗性材料,且它们的主要农艺性状有很大差异,表明这些种质资源具有丰富的遗传多样性,对选育高产抗病水稻新品种（组合）具有重要利用价值。     

水稻株高基因克隆及功能分析的研究进展

株高是水稻的重要农艺性状。近年来,随着分子生物学技术的不断改进和提高,许多以往报道的和新发现的水稻株高基因得到了克隆,并进行了深入的功能研究。研究结果表明,激素在水稻株高发育中起主要调控作用,尤其以赤霉素、油菜素内酯和独脚金内酯三类激素的作用最大。调控过程涉及到激素的合成与信号途径,以及激素之间的互作。同时也存在其他调控途径,表明水稻株高形态建成是一个复杂的生理过程。以水稻株高基因功能的介绍为要点,回顾了近年来国内外在该领域的研究进展。     

水稻稻瘟病抗性基因的定位、克隆及育种应用研究进展

稻瘟病是一种世界性的水稻病害,抗病品种的培育和种植是控制该病害最为经济有效的方法,而抗病基因的发掘与利用则是抗病育种的基础和核心。本研究就稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种应用情况进行了概述,介绍了稻瘟病广谱抗原和抗病基因、隐性抗病基因研究的最新进展,指出近一半的抗病基因是通过F2分离群体鉴定的,目前已定位的稻瘟病主效抗病基因超过86个,微效基因约350个,应用图位克隆等方法,20个稻瘟病主效抗病基因和2个微效基因已从不同的水稻品种中被克隆。这些基因的定位和克隆是有效开展稻瘟病抗性分子育种的基础。最后,结合笔者从事水稻稻瘟病抗性遗传的工作实践对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行了分析和展望,相信随着越来越多各类型抗性基因的生产应用,稻瘟病对水稻的危害最终能得到有效的控制。     

转基因改良水稻抗稻瘟病的策略及其进展

利用转基因技术是改良水稻稻瘟病抗性的有效途径。已有研究证实通过某些抗病基因、抗真菌蛋白基因、杀菌肽基因的转基因,可以培育出获得对稻瘟病广谱抗性的水稻品种。本文就以上几个方面的进展评述了水稻稻瘟病抗性的分子改良策略。     

水稻耐低温研究重要进展

水稻是中国最重要的粮食作物之一,低温寒害作为主要非生物胁迫,严重影响了水稻的产量和品质,对水稻的各个生长时期都有不同程度的危害。研究水稻耐低温的分子机制,培育高产优质的耐寒品种对保障中国粮食安全具有重要意义。为了进一步揭示水稻耐低温分子机制,本研究综述了近几十年来水稻低温信号途径研究方面的研究进展,发现在水稻的种子萌发期、幼苗期及孕穗期均克隆了若干个重要的耐低温基因,并初步解析了其基因功能和分子机制。但具体的作用机制及信号通路研究仍存在不足。今后的研究工作还需要发掘更多水稻耐寒基因及其作用机制,并鉴定重要的SNP位点,以期为水稻分子育种提供科学依据。