分子标记辅助选择改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性

本研究旨在改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性。2004年,在扬州对江苏省1981—2002年间审定的25个迟熟中粳品种进行产量鉴定,从中筛选出直立穗高产品种武运粳8号作为条纹叶枯病抗性改良的受体亲本。利用抗条纹叶枯病品种葵风为供体亲本,通过杂交和回交,同时利用4个与条纹叶枯病抗性基因紧密连锁的分子标记STS11-31、STS11-71、STS11-19和STS11-43进行辅助选择,至2008年正季,共计获得 70个BC₃F₅以及115个BC₄F₄抗条纹叶枯病的稳定株系。经回交后代农艺性状、产量性状、品质性状和抗性的系统鉴定,从中筛选出10个BC₄F₅株系和2个BC₃F₆株系,这些株系综合性状与武运粳8号已十分相近,保持了武运粳8号的丰产性和优质,明显提高了条纹叶枯病的抗性。     

以分子标记辅助选择育成抗条纹叶枯病水稻新品种“武陵粳1号”

条纹叶枯病是21世纪以来江苏省最重要的水稻病害之一。食味品质较优的主栽品种武育粳3号因高度感染该病而种植面积锐减。本研究以镇稻88为抗条纹叶枯病毒病基因Stvb-i的供体亲本,采用回交育种策略,改良武育粳3号的抗条纹叶枯病性能。在连续回交和自交过程中,以紧密连锁的双侧分子标记对Stvb-i进行“前景”选择,同时对后代与轮回亲本遗传背景的相似程度进行分子标记辅助“背景”选择,在短期内育成抗条纹叶枯病的“武育粳3号”,命名为“武陵粳1号”。新品种保持了原品种的基本农艺性状、丰产性、稳产性和优异的食味品质,并大幅度提高了其条纹叶枯病抗性水平,在江苏省多点抗性鉴定试验中的平均病株率仅为4.4%,极显著低于原品种(53.2%)。     

水稻条纹叶枯病抗性育种研究

利用日本育成的抗条纹叶枯病优质粳稻品种,与江苏高产品种杂交,将其条纹叶枯病抗性导入江苏高产粳稻品种,达到有利基因的聚合,改良现有粳稻品种的条纹叶枯病抗性。结果表明,在充分发病的自然条件下对条纹叶枯病抗性选择的效果十分明显,只要具有一定的选择压,很容易选择到抗性好的株系。关东194是一个优良的条纹叶枯病抗源亲本,在粳稻条纹叶枯病抗性改良和品质改良中值得加以利用。通过连续3年的定向选择,已经获得一批抗条纹叶枯病的优良品种（系）。其中“宁4009”已于2007年1月通过江苏省审定,定名为“南粳44”。     

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。     

“一种改良BT型粳稻恢复系条纹叶枯病抗性的育种方法”获得国家发明专利

<正>日前,江苏省农业科学院粮食作物研究所王才林团队完成的"一种改良BT型粳稻恢复系条纹叶枯病抗性的育种方法"获得国家发明专利。该专利于2012年3月23日申请,2013年4月10日授权公告,专利号为ZL201210078543.6。"一种改良BT型粳稻恢复系条纹叶枯病抗性的育种方法"选用感条纹叶枯病的粳稻恢复系宁恢8号为受体亲本,含条纹叶枯病抗病基因Stv-bi的关东194为供体亲本,通过连续回交、自交,同时利用分子标记进行辅助选择,将条纹叶     

优良食味粳稻新品种‘沪软1212’的选育及其品质特性

为了培育优良食味粳稻新品种,先以优质晚粳品种‘金丰’与优质早粳品种‘大华香粳’进行杂交,收获F1种子,并以其为母本,再与含有抗条纹叶枯病基因Stv-bi及低直链淀粉含量基因Wxmq的优良食味晚粳品种‘南粳46’为父本进行杂交,从F2世代开始利用与两个目标基因共分离的分子标记进行辅助选择。通过连续多世代的标记辅助选择结合品质鉴定最终育成了同时含有Stv-bi和Wxmq基因的优良食味粳稻新品种‘沪软1212’,并于2018年通过上海市品种审定。凭借突出的食味口感,2018年5月获得首届全国优质粳稻品种食味品质鉴评金奖。     

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。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因

近年来,优良食味粳稻品种南粳46、南粳5055和南粳9108在江苏等地大面积推广,促进了优质稻米产业的发展。但这些品种均不抗稻瘟病,且缺乏适合在淮北地区种植的中熟中粳型优良食味粳稻品种。本研究以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的江苏抗病、高产粳稻品种武粳15为母本,携带低直链淀粉含量基因Wx-mq的优良食味粳稻品种南粳5055为父本配置杂交组合进行聚合育种。利用Pi-ta和Pi-b基因的分子标记多重PCR体系以及Wx-mq基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术,分别在不同的分离世代对目标基因位点进行检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,成功地将Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因聚合于一体,选育出稻瘟病抗性好、食味品质优、产量高的水稻新品系"南粳0051",适合在江苏省淮北地区种植。本研究将三套自主研发的PCR检测体系成功应用于分子标记辅助选择,不仅为水稻多基因聚合育种提供了快捷、高效的选择方法,也为水稻抗病、优质育种创制了新的种质资源。     

利用MAS手段改良恢复系R838稻瘟病抗性研究

为了提高杂交水稻恢复系R838稻瘟病的抗性水平,利用MAS手段将抗稻瘟病基因pigm导入目标受体,通过连续多代回交并对其回交后代进行分子标记检测或稻瘟病抗性表型鉴定。筛选回交高世代群体自交,并用三系不育系进行测配。结果表明：F1目标基因占有率为52.4%,随着回交世代的增加,其所含目标基因的占有率稳定在50%左右,通过回交高世代群体苗瘟表型鉴定,苗叶瘟抗性3~9级,株系间差异明显;用三系不育系配组,F1苗叶瘟抗性随入选父本抗性提高而提高,且农艺性状与R838基本保持一致。因此,通过分子标记辅助育种技术,用pigm稻瘟病抗性基因改良目标受体的稻瘟病抗性是一个有效途径。     

粳稻超优1号背景回交导入系的耐热性筛选与评价

全球气候变暖不可避免地影响水稻的生产。本研究以粳稻品种超优1号为轮回亲本与9个来自不同国家的供体品种杂交培育的BC₂F₄回交导入群体为材料, 通过开花期高温胁迫, 共初筛到124个耐高温单株; 以粳稻为供体的回交导入群体出现耐热个体的频率高于籼稻供体的导入群体, 表明粳稻资源中同样存在耐热有利基因。经对初筛后代的耐热性重复鉴定和在正常条件下的性状评价, 发现有80个株系的结实率显著高于轮回亲本, 耐热性选择效率为64.5%, 这些耐热导入系的产量及其相关性状在高温胁迫和正常条件下均出现广幅分离, 从中鉴定出耐热性和产量性状均显著好于轮回亲本的8个优良导入系。在3个耐热导入系的聚合F₂群体中, 筛选出耐热个体的平均结实率在80%以上, 极显著高于轮回亲本和最高聚合亲本, 从中获得106株耐热性极显著好于聚合亲本的单株, 显示出较理想的耐热性聚合效果。通过对耐热导入系和轮回亲本在正常和高温胁迫条件下的产量以及相关性状的表型比较分析, 有助于提高对水稻耐热性状筛选中的供体选择、选择效率和筛选方法等一些重要问题的认识。本研究获得的高产耐热聚合系, 将为水稻耐热有利基因发掘和耐热性标记辅助选择聚合育种提供宝贵材料。     

QTL pyramiding for improving of cold tolerance at fertilization stage in rice

Vigorous cold tolerance at the fertilization stage (CTF) is a very important characteristic for stable rice production in cold temperature conditions. Because CTF is a quantitatively inherited trait, pyramiding quantitative trait loci (QTLs) using marker-assisted selection (MAS) is effective for improving CTF levels in rice breeding programs. We previously identified three QTLs controlling CTF, qCTF7, qCTF8 and qCTF12, using backcrossed inbred lines derived from a cross between rice cultivar Eikei88223 (vigorous CTF) and Suisei (very weak CTF). However, pyramiding of these QTLs for the application of MAS in practical rice breeding programs have not yet been elucidated. In this study, we examined the effect of pyramiding QTLs for improvement of CTF level using eight possible genotype classes from the 152 F₃ population derived from a cross between Eikei88223 and Suisei. Increasing of CTF levels in combinations between qCTF7 and qCTF12 and between qCTF8 and qCTF12 were detected. Furthermore, we compared the haplotype pattern around the QTLs for CTF among the rice cultivars from Hokkaido. These results are useful for improvement of new cultivars with high CTF levels using MAS and identification of genetic resources with the novel QTL(s) for CTF.     

抗水稻纹枯病qSB-9Tq基因效应及作用方式分析

水稻第9染色体上存在1个抗纹枯病QTL,被命名为qSB-9,水稻品种特青在该QTL上携带抗性等位基因qSB-9^Tq,而Lemont携带相对感病等位基因qSB-9^Le。为精确地评价qSB-9^Tq的抗病效应,分析其作用方式,利用分子标记进行前景选择和背景选择,从轮回亲本Lemont与特青回交后代群体中筛选到1个目标单株。连续3年对该单株的扩繁后代(BC₆F₂)及随后获得的近等基因系采用嵌入法进行接种鉴定试验。田间试验采取2种不同的设计。第一种是完全随机试验,即从BC₆F₂分离群体中筛选出目标区间为qSB-9^TqTq纯合型、qSB-9^LeLe纯合型和qSB-9^TqLe杂合型个体,并对3种基因型个体间的病级平均数差异进行统计分析。第二种设计为随机区组设计,即在BC₆F₃和BC₆F₄代,分别对上述3种基因型的近等基因系群体,按3次重复的随机区组设计进行移栽和接种鉴定试验。结果表明,3年的试验结果表现出一致的趋势,即qSB-9^Tq存在于分子标记RM242~Y92.5之间,可减轻病级1.0级(0~9级病情分级系统)左右,且其抗性表现为几乎完全的显性特征。本研究的结果为qSB-9^Tq的精细定位和育种利用奠定了基础。     

普通小麦品种Brock抗白粉病基因分子标记定位

为明确利用Brock转育成的小麦抗白粉病品系3B529(京411*7//农大015/Brock, F₆)抗性的遗传基础,将高感白粉病小麦品系薛早和3B529杂交,获得F₁代、F₂分离群体和F_2:3家系。抗病性鉴定和遗传分析结果表明,3B529对E09小种的抗性受1对显性基因控制,暂被定名为MlBrock。利用BSA和分子标记分析,获得了与MlBrock连锁的3个SSR标记Xcfd81、Xcfd78、Xgwm159和2个SCAR标记SCAR203和SCAR112,根据SSR和SCAR标记在中国春缺体四体、双端体和缺失系的定位结果,将MlBrock定位在小麦染色体臂5DS Bin 0~0.63区间上。MlBrock与Xcfd81和SCAR203共分离,与SCAR112的遗传距离为0.5 cM。这些分子标记的建立有利于今后Brock抗白粉病基因分子标记辅助选择和基因聚合。综合抗白粉病基因MlBrock的染色体定位和抗谱分析结果,推测MlBrock很可能是Pm2基因。     

QTLs identification of crude fat content in brown rice and its genetic basis analysis using DH and two backcross populations

Fat content is a concern for the enhancement of rice for eating, cooking, and storage qualities. To clarify its genetic mechanism, a double haploid (DH) population derived from anther hybrid F₁ of Zhenshan 97B (indica) and Wuyujing 2 (japonica) and two backcross F₁ (BCF₁) populations, which came from the DH lines backcrossing to two parents, were used to scan quantitative trait loci (QTLs) and dissect gene effects for the crude fat content (CFC) in brown rice. Fourteen QTLs were resolved, distributing on chromosomes 1, 3, and 5–9. Three loci were detected repeatedly in two populations, DH or BCF₁. Among these loci, a major QTL, qCFC5, flanking markers RM87 and RM334, was located on chromosome 5, which was detected simultaneously among three populations. The main QTLs had a major role in controlling CFC in brown rice and were modified by several mini-effect QTLs and epistatic affection. Wenjun Liu and Jing Zeng are contributed equally to this paper.     

高产、抗旱和耐盐选择对水稻产量相关性状的影响

水稻生产受到许多环境因素的胁迫,其中干旱和盐害是两大最重要的非生物逆境,培育抗旱和耐盐品种是减轻这两种逆境危害最经济有效的措施。利用籼型供体广恢122、Bg94-1和粳型供体原粳7号、沈农89366导入高产优质籼型品种丰矮占1号背景,创建BC3F5导入系群体,经目标性状筛选,以获得的2个高产抗旱导入系丰矮占1号/广恢122和丰矮占1号/原粳7号为亲本进行高产抗旱聚合,以高产耐盐导入系丰矮占1号/沈农89366和丰矮占1号/Bg94-1进行高产耐盐聚合。以聚合亲本为对照,在2个F2聚合群体中分别进行抗旱、耐盐、高产筛选,每个聚合群体分别获得30～42个不等的抗旱、耐盐和高产性状的极端个体,不同性状的选择强度变幅为8.3%～11.7%。3个目标性状极端选择后代在正常水田种植,其产量相关性状抽穗期、单株有效穗数、穗总粒数、穗实粒数、结实率、千粒重等均呈现明显的分离,各性状的变异方向因不同的选择群体和选择性状而异。在2个聚合组合的6个选择群体后代,有效穗数和每穗实粒数对单株产量的贡献最大,前者平均贡献率为18.5%,变幅为12.9%～27.4%,后者平均贡献率为13.1%,变幅为9.0%～21.2%。经过不同性状的交叉筛选,2个聚合组合的抗旱选择群体分别出现10.0%和36.7%耐盐的株系,其平均耐盐水平与耐盐选择群体相当,表明水稻抗旱和耐盐存在一定程度的遗传重叠。提出了利用回交导入系先进行抗旱、耐盐筛选,再进行产量选择和在此基础上对3个性状进一步聚合的高产抗旱和高产耐盐新品种培育策略。     

Multiplex PCR genotyping for five bacterial blight resistance genes applied to marker‐assisted selection in rice (Oryza sativa)

Bacterial blight (BB) is the most economically damaging disease of rice in Asia and other parts of the world. In this study, a multiplex PCR genotyping method was developed to simultaneously identify genotypes of five BB resistance genes, Xa4, xa5, Xa7, xa13 and Xa21. The resistance R alleles were amplified using five functional markers (FMs) to generate amplicons of 217, 103, 179, 381 and 595 bp in IRBB66. Amplicons of 198, 107, 87, 391 and 467 bp corresponded to susceptible alleles in Taiwanese japonica rice cultivars. In backcross breeding programmes, the multiplex PCR assay was integrated into selection from a population using BB resistance donor IRBB66 crossed to rice cultivar ‘Tainung82’. Two plants with homozygosity for Xa4, xa5, Xa7, xa13 and Xa21 were selected from 1100 BC₂F₂ plants. In addition, the five BB resistance genes were also accurately identified in F₂ populations. This multiplex PCR method provides a rapid and efficient method for detecting various BB resistance genes, which will assist in pyramiding genes to improve durability of BB resistance in Taiwanese elite rice cultivars.     

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。     

从野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因MlWE18分子标记定位

野生二粒小麦(Triticum turgidumvar. dicoccoides)是小麦抗白粉病遗传改良的重要基因资源。利用野生二粒小麦WE18与普通小麦品种(系)连续多次杂交和自交,育成对白粉病菌生理小种E09高度抵抗的小麦新品系3D249(京双27//燕大1817/WE18/3/温麦4,F₇)。利用高感白粉病品系薛早和3D249组配杂交组合,获得杂种F₁代、F₂分离群体和F₃代家系,进行苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析。结果表明,小麦品系3D249对E09小种的抗性受显性单基因控制,暂命名该基因为MlWE18。利用集群分离分析法(BSA)和分子标记分析,发现4个简单重复序列(SSR)标记(Xwmc525、Xwmc273、Xcfa2040和Xcfa2240)、1个EST-STS标记(Xmag1759)和1个EST-STS序列标记(XE13-2)与抗白粉病基因MlWE18连锁,在遗传连锁图谱上的顺序为Xwmc525–Xcfa2040–Xwmc273–XE13-2–Xmag1759–MlWE18–Xcfa2240。SSR标记的染色体缺失系物理定位结果表明,抗白粉病基因MlWE18位于小麦7A染色体长臂末端的Bin 7AL 16–0.85–1.00。与已知定位于该染色体区域的Pm基因遗传连锁图谱比较表明,MlWE18与抗白粉病基因Pm1、MlIW72、PmU、Mlm2033和Mlm80均位于7AL相同染色体区段。