水稻抗褐飞虱基因及其育种应用研究进展

褐飞虱是危害水稻生产最重要的害虫之一。遏制水稻褐飞虱为害的最安全、有效的措施既利用水稻自身的抗虫性。迄今为止,已经于栽培稻和野生稻中成功鉴定出30个水稻抗褐飞虱基因,其中26个主效抗性基因已被定位,显性基因Bph14已成功克隆,但仅少量主效抗性基因被育种家利用并培育出抗性品种。对褐飞虱的生物型和抗性机理、水稻抗褐飞虱的遗传基础及育种应用研究进行了综述,并就今后的抗性育种研究趋势展开了讨论。     

水稻抗褐飞虱基因Bph14分子标记开发及其育种应用

Bph14基因是第一个克隆的水稻抗褐飞虱主效基因,来自药用野生稻背景的B5品系。本研究通过比对Bph14基因在B5和参考基因组日本晴上核苷酸序列差异,开发了一个功能标记H14,在供体B5和7个受体亲本之间存在明显的多态性,能准确地区分含或者不含抗虫基因Bph14的基因型。利用H14标记对Bph14基因的分离群体进行基因型检测和接虫鉴定,根据标记检测结果与抗虫表型推算出标记的选择效率达95%以上。研究结果表明该标记准确可靠,可为应用水稻抗褐飞虱分子标记辅助育种提供科学依据。     

水稻抗褐飞虱基因及其利用现状研究

褐飞虱是危害水稻生产最重要的虫害之一.自20世纪70年代以来,国内外相继开展了水稻褐飞虱抗性基因的发掘工作.迄今已确认和报道的水稻抗褐飞虱基因共27个,其中16个为显性基因,11个为隐性基因,至少定位了19个褐飞虱主效抗性基因.针对目前水稻抗褐飞虱育种存在的问题,结合稻褐飞虱生物型、水稻品种的遗传背景及生态适应性,本文综述了水稻抗褐飞虱基因资源的鉴定、其分布特点以及水稻品种对褐飞虱的抗虫机制,简述了抗褐飞虱基因的育种利用现状,讨论了抗褐飞虱育种中存在的问题及其应用前景.     

根癌农杆菌介导gna基因对水稻的转化

褐飞虱在中国分布很广,近年来已成为南方稻区的主要害虫。大量研究表明,进行抗虫基因分子育种是迅速改良水稻褐飞虱抗性的有效途径。采用农杆菌介导法将来源于大肠杆菌的6-磷酸甘露糖异构酶（PMI）安全选择标记基因和雪花莲凝集素（GNA）抗虫基因构建于同一表达载体上进行遗传转化,获得带有安全标记基因的抗褐飞虱转基因植株。通过PCR扩增、Southern印迹和GUS检测分析表明,PMI标记基因和抗虫GNA基因同时被转入部分植株中并得到了表达,其外缘基因主要以单拷贝的方式插入水稻基因组中。对随机选取的8个转基因单株T0代种子经含潮霉素的培养基培养15d后抗感苗数统计分析表明,绝大多数转基因植株后代符合单基因的遗传分离规律。     

水稻褐飞虱抗性基因的初步定位

本文应用229对水稻SSR引物对来自野生稻的褐飞虱抗性基因进行定位,结果表明引物RM589和RM311在作图群体BC2F2中存在多态性.通过作图软件进行基因和分子标记位点的遗传连锁分析,褐飞虱抗性基因与引物RM589和RM311的遗传距离分别是9.8cM和11.9cM,并将其定位在第6染色体和第10染色体上.     

籼稻品种‘ARC5833’抗褐飞虱基因的遗传分析与定位

褐飞虱是造成中国水稻减产最严重的虫害之一,发掘褐飞虱抗性基因是防治水稻褐飞虱的有效途径。籼稻‘ARC5833’是一份高抗褐飞虱的种质材料,为了明确籼稻‘ARC5833’对褐飞虱的抗性机理,以便在育种中加以利用。本研究利用‘ARC5833’与感虫材料‘9311’杂交构建包含145个F2:3家系的作图群体,采用苗期集团法进行褐飞虱抗性鉴定。结果显示,该群体中抗、感家系数分别为109和36,卡方分析表明有1对主效显性基因控制抗虫表型。进一步的基因定位表明,该抗性基因位于水稻第4染色体长臂上的分子标记4M11491与4M24.687之间,遗传距离为4.2 cM。该区间内最大LOD值为40,可以解析表型变异的72%。因该区间内已克隆一个抗褐飞虱基因Bph6,测序分析表明,它们的CDS和氨基酸序列相似度分别为99%和98%。因此,我们认为抗源‘ARC5833’中携带的抗褐飞虱基因与Bph6为等位基因。本研究完成了籼稻品系‘ARC5833’褐飞虱抗性基因对的遗传分析与基因定位,对利用该抗源提供了科学依据。     

导读

闫影等在"野生稻抗病虫基因的挖掘和利用"一文中,较全面地综述了国内外有关野生稻抗病虫基因发掘、鉴定、定位、克隆及育种应用研究的进展,并讨论了野生稻优异抗病虫基因在水稻育种中的应用前景。李婷婷等在"圆盘分割法在转基因大豆抗虫鉴定     

水稻抗虫性遗传与育种研究应用

综述了水稻品种对白背飞虱、褐飞虱、二化螟、三化螟、稻瘿蚊和黑尾叶蝉的抗性遗传育种及其应用方面的研究，并介绍了转基因抗虫水稻的研究进展。利用筛选出的抗源培养出了不少单抗或兼抗的优良品种。在实际应用中水稻抗虫性可与其它防治方法（生物防治、化学防治等）相结合，效果会更好。     

万建民团队在水稻抗虫机制解析方面取得新进展

<正>近日,中国农业科学院作物科学研究所万建民院士团队克隆了水稻抗褐飞虱关键基因OsMYB30,并对其抗虫分子机制进行了深入研究。该研究阐明了OsMYB30在转录水平通过调控苯丙氨酸氨裂合酶(Phenylalanine ammonia-lyase, PAL)编码基因进而提高水稻对褐飞虱的抗性机理,对水稻抗褐飞虱的遗传改良具有重要意义。相关研究成果在线发表在《美国国家科学院     

分子标记辅助选择抗褐飞虱基因改良桂农占的BPH抗性

本研究通过分子标记辅助选择和连续回交的方法将来源于栽培稻的抗褐飞虱基因Bph3、来源于野生稻的抗褐飞虱基因Bph14和Bph15分别转入到华南高产水稻品种桂农占中,在BC3F3获得了含单个抗性基因的稳定株系和含Bph14和Bph15的稳定株系,其遗传背景与桂农占相似达95%以上。这些株系苗期对褐飞虱的抗性评价表明,在含单个抗性基因的株系中,含Bph3的株系抗性水平最高,含Bph14的最低,而含Bph14和Bph15的株系抗性水平高于含单个基因的株系。对农艺性状的调查发现,含抗性基因的株系与桂农占在抽穗期方面表现出显著差异。在单株产量方面,含抗褐飞虱基因的株系与桂农占没有显著差异。研究结果可为培育抗褐飞虱基因高产水稻品种提供材料。     

东乡野生稻抗褐飞虱QTL分析

野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料,开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC₁F₅群体为材料,应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定,检测到2个抗褐飞虱QTL,其中,qBph2位于水稻第2染色体RM29–RG157区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%;qBph7位于第7染色体RM11–RM234区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本,构建了BC₃F₃群体,应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定,QTL分析表明qBph2抗褐飞虱生物型I和II,qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。     

中国少数民族地区野生稻遗传资源的研究与利用现状

野生稻遗传资源是水稻育种的关键遗传材料,中国的少数民族地区分布着丰富的野生稻遗传资源。评述了野生稻遗传资源研究和利用的重要意义,从优秀种质资源的评价与鉴定、种质资源优异基因的定位和鉴定、及遗传资源多样性研究等方面综述了中国少数民族地区野生稻遗传资源的研究情况,并重点结合水稻常规育种和杂交育种,简述了中国少数民族地区野生稻遗传资源的利用情况。提出现代分子生物学技术的发展将进一步推进少数民族地区野生稻遗传资源的研究与利用工作。     

IRRI野生稻渗入基因系稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱抗性鉴定

对65份从IRRI引进的野生稻渗入基因系进行稻瘟病、白叶枯病及褐飞虱抗性鉴定,筛选出34份抗稻瘟病品系,15份高抗白叶枯病品系,35份中抗白叶枯病品系,21份抗褐飞褐飞虱的品系,44份中抗褐飞虱品系,30份兼抗2种病虫害的品系和27份兼抗2种病虫害的品系,以期为育种利用提供新的抗源。     

水稻抗褐飞虱育种研究的现状与展望

褐飞虱是中国夏季水稻生产的主要害虫之一。选育与利用抗性品种被认为是控制水稻褐飞虱为害的有效途径之一。研究综述了稻褐飞虱的生物型/致害型、抗褐飞虱基因,着重介绍了中国抗褐飞虱育种的研究现状,并对今后的抗性育种研究提出了几点建议。     

武汉大学应用图位克隆法分离得到首例水稻抗虫基因

<正>武汉大学生命科学学院何光存教授实验室与国内同行合作,经过14年的研究,近日在水稻抗褐飞虱基因克隆和抗虫分子机理方面取得重大突破,成功分离了抗褐飞虱基因     

节水抗旱稻恢复系的抗褐飞虱分子标记辅助选育及抗性评价

褐飞虱是水稻的主要害虫之一,利用水稻抗褐飞虱基因培育抗虫品种是目前公认最经济有效、环境友好的策略。本研究利用水稻功能基因组已克隆的抗褐飞虱基因,通过分子标记辅助选择和常规回交育种相结合的方法,将抗褐飞虱基因Bph6、Bph9、Bph14和Bph15单独和聚合导入到节水抗旱稻恢复系旱恢3号,获得了一系列含有单基因、双基因、三基因和四基因的改良系。采用标准苗期集团筛选法进行褐飞虱抗性鉴定,评价这些基因在旱恢3号背景下的效应及相互作用。表明单基因改良系中, Bph9的抗性最强,且Bph9 Bph6 Bph15 Bph14;在聚合改良系中,抗性均优于单基因改良系,四基因聚合改良系的抗性最强,不同基因型组合的抗性效应是Bph6+Bph9+Bph14+Bph15Bph6+Bph9 Bph6+Bph9+Bph14 Bph6+Bph9+Bph15 Bph6+Bph14+Bph15 Bph9+Bph14+Bph15 Bph14+Bph15。在自然条件下,改良系与旱恢3号在株高、有效穗和千粒重等农艺性状上差异不显著,其他性状与旱恢3号相仿或略差。本试验表明单独和聚合导入Bph6、Bph9、Bph14和Bph15基因能显著提高节水抗旱稻恢复系的褐飞虱抗性,这4个基因的加性效应明显,可为今后节水抗旱稻抗褐飞虱育种提供理论依据和材料基础。     

抗褐飞虱基因Bph14和Bph15杂交稻的分子标记辅助选育与抗性评价

为科学评价抗褐飞虱基因Bph14和Bph15在杂交稻抗性改良中的育种利用价值,本研究通过分子标记辅助选择,获得恢复系桂339的抗褐飞虱近等基因系,并观察近等基因系与不育系良丰A配组的表现。结果表明分子标记辅助选择能够提高Bph14和Bph15的育种改良利用效率。恢复系桂339的抗褐飞虱近等基因系及其与良丰A所配的杂交组合,在苗期鉴定中,只有带有双抗基因的等基因系达到中抗水平,平均抗性指数为4.30,其余近等基因系和相应的组合均感虫,平均抗性指数介于7.43和8.57之间,但在大田种植中与对照相比,除桂339(Bph14)外,均表现出明显的褐飞虱抗性,说明苗期人工接种鉴定与成株期田间抗性表现相结合可更加客观地评价抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的遗传改良效应。     

灰飞虱胁迫下水稻防卫相关基因的表达

灰飞虱是我国水稻生产上的一种重要害虫。运用荧光定量PCR方法及特异性引物,对不同时间(12、24、36、48和72 h)灰飞虱胁迫下抗虫和感虫水稻品种中主要防卫途径的相关基因进行转录水平上定量分析。灰飞虱取食后,与水杨酸合成途径相关的基因PAL、NPR1、EDS1和PAD4在抗灰飞虱品种Mudgo中的表达水平均高于在感虫水稻Kittake中。接虫12 h后,PAL基因表达量达到未接虫时的6.914倍;在Mudgo中,PAL基因相对表达量上升更快,在24、48和72 h分别是Kittake中的42.848、70.743和69.193倍。NPR1基因在灰飞虱为害12、36和72 h后,在Mudgo中的表达量分别是Kittake中的4.690、6.231和4.112倍。与茉莉酸合成相关的基因LOX和AOS2,在灰飞虱为害36 h后,在Kittake中的表达水平显著高于Mudgo中。乙烯信号途径中的受体基因EIN2在Kittake中的表达量也高于Mudgo中。结果表明,灰飞虱取食激活了抗虫水稻Mudgo中依赖水杨酸介导的抗性途径,同时诱导感虫水稻Kittake产生了依赖茉莉酸/乙烯途径的防卫反应,PAL和NPR1基因的表达在调节Mudgo抗灰飞虱中具有重要作用。     

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。     

普通野生稻在稻属中的分类进化及资源研究

普通野生稻是对栽培稻进行遗传改良的宝贵基因资源。近几年随着测序技术的发展应用,从基因组水平上对普通野生稻的分类及在进化中的作用进行了补充和证实。本评述结合最新研究进展,从世界野生稻分类概况、普通野生稻在稻属中的分类进化地位、中国普通野生稻的分布及类型、普通野生稻在国内外的研究侧重点及进展作了综述,同时,对云南普通野生稻这一独特类群的研究利用情况也作了一定介绍。对普通野生稻的广泛而深刻的认识,将有助于功能基因的研究与育种利用。