分子标记辅助选择Xa23基因培育杂交稻抗白叶枯病恢复系

水稻抗白叶枯病新基因Xa23抗谱广、抗性强,被定位在第11染色体上。以携带抗白叶枯病基因Xa23的抗病品系CBB23为抗源,以优良杂交稻亲本9311和1826为受体材料,采用杂交和复交,在分离群体中利用与Xa23紧密连锁的EST标记C189进行分子标记辅助选择,通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择,获得160份目标基因纯合且农艺性状稳定的株系。使用鉴别菌系P6,采用人工剪叶接种法,在苗期和孕穗期对21份重点株系进行了抗性鉴定,所有株系在苗期和孕穗期都表现抗病。同时对3个不育系与其中5个株系配制的15个杂交组合进行了抗性鉴定,所有组合在苗期表现抗或中抗,在孕穗期表现抗。对其中6个杂交组合进行了品比试验,2个组合产量略低于对照两优培九,其余4个组合的产量均高于两优培九,用于测配的3个株系C6201、C6271和C6351有望作为杂交稻恢复系在生产中应用。研究表明在育种进程中利用与Xa23基因紧密连锁的分子标记C189开展抗白叶枯病分子标记辅助育种是一种有效的途径。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa4、Xa23聚合及分子标记检测

本研究以含Xa23的水稻品种WBB1为亲本,分别与含Xa4的恢复系杂交,对后代进行白叶枯病菌系接种及SSR分子标记检测,进行Xa23和Xa4的聚合及Xa23显性程度观察,研究结果如下:1.含Xa23亲本与不同遗传背景品种杂交,F1代经鉴别菌系C1～C7及毒力强的P6接种,表现抗谱广.2.利用SSR标记RM206进行Xa23和Xa4杂交聚合的检测,RM206与Xa23紧密连锁且共分离,在亲本间存在多态性,在后代选择中准确性好.桂99×WBB1、R402×WBB1和IR30×WBB1的F2群体中的准确率分别达到了97%、96%和98%.这说明利用SSR标记RM206对白叶枯病抗性基因Xa23进行分子辅助选择育种是切实可行的.3.Xa23与Xa4聚合体比含Xa4的恢复系对白叶枯病的抗性有很大的提高,经C1～C7菌系接种,病斑普遍在1 cm以下,抗性水平达到高抗水平.     

运用分子标记辅助选择技术改良9311白叶枯病抗性的研究

以9311为轮回亲本，以IRBB21为抗白叶枯病供体亲本，通过杂交和三次回交以及两次自交，结合农艺性状的选择，建立起具44个株系的BC3F3群体。分别用连锁标记pTA248和基因内STS标记MXA21对抗性基因Xa21进行前景选择。用均匀分布在水稻全基因组的248个SSR标记，进行两亲本之间的多态性分析，获得76个具多态性的SSR标记，用于背景选择。结果选到基因型背景回复到轮回亲本的73．68％——88．16％，且Xa21基因纯合的株系4个，分别为M071、M082、M086和M087。以Xa21的鉴别菌系菲律宾6号小种PX099接种鉴定表明，9311为感(S)，IRBB21为抗(R)，中选株系M071和M082的抗性与IRBB21相同，为抗(R)级，M086和：M087抗性略低于IRBB21，为抗到中抗(R／MR)，这两个株系内单株之间抗性有差异。农艺性状考察结果显示，中选株系与轮回亲本9311相似。以中选株系M086与培矮64S配制的Fl和原组合两优培九(培矮64S／9311)进行比较，对白叶枯病的抗性有了明显提高，综合农艺性状相似。论文就白叶枯病抗性基因的综合利用以及育种方法进行了讨论。     

分子标记辅助选择改良水稻不育系‘荃211S’白叶枯病的抗性

本研究旨在提高优质两系光温敏型核不育系‘荃211S’的白叶枯病抗性。以‘荃211S’为受体亲本,以含有抗白叶枯病Xa23基因的CBB23为供体亲本,通过分子标记辅助选择技术与常规育种技术相结合,筛选抗白叶病的不育株系。筛选出4个改良不育株系QK211S-1~QK211S-4。改良‘荃211S’株系的农艺性状、育性转换温度、异交结实率与‘荃211S’相近,但在白叶枯病抗性上明显增强,表现出高抗或抗,抗性级别0~2。改良‘荃211S’株系所配组合与‘荃211S’所配组合在株高、每穗总粒数、结实率、千粒重的差异不显著,但白叶枯病抗性显著增强,抗性级别为1,高抗。改良的4个‘荃211S’株系为选育抗病水稻品种奠定了基础,可以直接在生产中应用。     

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.     

运用分子标记辅助选择技术改良9311白叶枯病抗性的研究

以9311为轮回亲本，以IRBB21为抗白叶枯病供体亲本，通过杂交和三次回交以及两次自交，结合农艺性状的选择，建立起具44个株系的BeF3群体。分别用连锁标记pTA248和基因内STS标记MXA21对抗性基因Xa21进行前景选择。用均匀分布在水稻全基因组的248个SSR标记，进行两亲本之间的多态性分析，获得76个具多态性的SSR标记，用于背景选择。结果选到基因型背景回复到轮回亲本的73．68％-88．16％，且Xa2j基因纯合的株系4个，分别为M071、M082、M086和M087。以Xa21的鉴别菌系菲律宾6号小种PxO99接种鉴定表明，9311为感(S)，IRBB21为抗(R)，中选株系M071和M082的抗性与IRBB21相同，为抗(R)级，M086和M087抗性略低于IRBB21，为抗到中抗(R／MR)，这两个株系内单株之间抗性有差异。农艺性状考察结果显示，中选株系与轮回亲本9311相似。以中选株系M086与培矮64S配制的F1和原组合两优培九(培矮64S/9311)进行比较，对白叶枯病的抗性有了明显提高，综合农艺性状相似。论文就白叶枯病抗性基因的综合利用以及育种方法进行了讨论。     

水稻抗白叶枯病基因Xa23的PCR分子标记定位及辅助选择

用Xa23的近等基因系CBB23及其感病轮回亲本JG30构建了包含2562个单株的F2作图群体.通过分析571个感病单株,找到2个新的与Xa23基因连锁的SSR标记RM187和RM206,它们与Xa23之间的遗传图距分别为7.1 cM和1.9 cM.通过筛选1200个RAPD引物,获得2个与Xa23基因连锁的RAPD标记RpdH5和RpdS1184,与Xa23之间的遗传图距分别为7.0 cM和7.6 cM     

利用分子标记辅助选择聚合Pi9(t)和Xa23基因

利用分子标记辅助选择将广谱高抗稻瘟病的Pi9(t)基因和全生育期高抗白叶枯病的Xa23基因聚合到同一优良株系中,获得了含双基因的优良株系L10～L13.用来自不同地区的20个稻瘟病小种和中国流行的7个白叶枯病小种及安徽白叶枯病小种对聚合株系进行接菌鉴定,结果显示:聚合Pi9(t)和Xa23基因的株系L10～L13同时抗稻瘟病和白叶枯病;与稻瘟病的供体亲本75-1-127相比,抗性水平相当,均达抗级(R)水平,且抗谱相同;与白叶枯病的供体CBB23相比,对白叶枯病的抗性时期一致,均表现为全生育期抗性,而且抗性水平和抗谱相似.通过田间农艺性状的筛选,获得的双基因聚合系具有较好的农艺性状,可直接应用于生产或作为抗性亲本.     

运用分子标记辅助选择技术改良9311白叶枯病抗性的研究

以9311为轮回亲本,以IRBB21为抗白叶枯病供体亲本,通过杂交和三次回交以及两次自交,结合农艺性状的选择,建立起具44个株系的BC3F3群体.分别用连锁标记pTA248和基因内STS标记MXA21对抗性基因Xa21进行前景选择.用均匀分布在水稻全基因组的248个SSR标记,进行两亲本之间的多态性分析,获得76个具多态性的SSR标记,用于背景选择.结果选到基因型背景回复到轮回亲本的73.68%-88.16%,且Xa21基因纯合的株系4个,分别为M071、M082、M086和M087.以Xa21的鉴别菌系菲律宾6号小种PXO99接种鉴定表明,9311为感(S),IRBB21为抗(R),中选株系M071和M082的抗性与IRBB21相同,为抗(R)级,M086和M087抗性略低于IRBB21,为抗到中抗(R/MR),这两个株系内单株之间抗性有差异.农艺性状考察结果显示,中选株系与轮回亲本9311相似.以中选株系M086与培矮64S配制的F1和原组合两优培九(培矮64S/9311)进行比较,对白叶枯病的抗性有了明显提高,综合农艺性状相似.论文就白叶枯病抗性基因的综合利用以及育种方法进行了讨论.     

利用分子标记辅助选择改良93-11对白叶枯病和螟虫抗性

93-11是我国生产上应用面积较大的两系恢复系,同时又是红莲型三系杂交水稻恢复系之一,其组配的超级杂交稻两优培九和三系杂交稻红莲优6号,具有优质高产等特性。为了进一步提高其对白叶枯病的抗性、同时增加其对水稻鳞翅目害虫(如稻纵卷叶螟、二化螟和三化螟等)抗性,利用常规回交育种方法和结合分子标记辅助选择将Xa21基因和Bt基因同时导入93-11中,在BC3F,家系中筛选到8个家系含纯合的Xa21基因和Bt基因,其中有两个家系与93-11比较其遗传背景的回复率很高,达到90．59％。在正常的田间条件下,改良的93-11(Bt)、93-11(Xa21)和93-11(Bt／Xa21)与原始的93-11表现出相似的农艺性状,且带有Xa21基因的株系及其杂交种均对白叶枯病显示出很高的抗性。在自然诱发螟虫条件下,带有Bt基因的株系及其杂交种没有受到螟虫危害。这一结果表明,通过分子标记辅助选择将多个基因同时导入某一改良亲本,结合常规育种方法选择,具有快速、良好遗传改良效果。这一遗传改良材料在农艺性状和配合力等方面基本保持了93-11及其杂交组合的主要特征特性,拓宽和增强了其对白叶枯病的抗谱和抗病能力,增加了93-11作为恢复系所配杂交水稻的抗螟虫特性,具有较好的应用前景。     

水稻抗白叶枯病基因Xa23的RFLP标记定位及其STS标记的转化

用水稻抗白叶枯病基因Xa23的近等基因系CBB23与其感病轮回亲本金刚30（JG30）杂交,构建了包含2562个单株的F₂作图群体。用水稻白叶枯病广致病菌系P6进行抗性鉴定表明,F₂植株抗感分离比严格符合3：1。根据日本水稻基因组计划RGP水稻高密度图谱上的RFLP探针对F₂群体中的145个感病单株进行RFLP检测和连锁分析,获得了6个与Xa23紧密连锁的RFLP分子标记。其中RFLP标记C1003A靠着丝粒一侧,与Xa23的遗传图距为0.4cM,为Xa23的图位克隆奠定了重要基础。并将标记C1003A成功地转化为STS标记,为分子标记辅助选择育种（MAS）提供了方便有效的分子标记。     

转Xa23基因水稻的白叶枯病抗性及其遗传分析

在分离克隆抗白叶枯病基因Xa23研究中获得大量转基因水稻材料。为了系统研究转Xa23基因水稻的抗病稳定性和遗传模式, 本文通过逐株进行抗白叶枯病接种鉴定、PCR和Southern blot分子检测, 对一批转Xa23基因水稻植株进行了T₀代到T₂代的跟踪分析。结果表明, Xa23基因的整合和表达, 使感病受体品种牡丹江8号获得抗病性。由于Xa23基因插入受体基因组的位点不同, 同是单拷贝插入的转基因T₀代抗病植株, 其抗病程度有明显差异。T₀代植株的抗病程度, 可以准确、稳定地遗传到T₁代和T₂代。单拷贝转基因植株分离群体的抗感植株分离比接近3∶1, 表明转Xa23基因遵循孟德尔单基因遗传模式。已获得2个纯合的单拷贝转基因抗病株系, 它们的抗病程度稍有差别, 将用于外源基因插入位置效应分析和杂交稻抗病育种。     

水稻抗白叶枯病基因Xa21转基因水稻及其杂交稻研究

用基因枪转基因技术将高抗白叶枯病的Xa21基因导入中国三系杂交稻恢复系(明恢63)和保持系(皖B)中，获得转基因水稻系，其中4个株系只含有Xa21基因，不含选择标记潮霉素抗性基因hph。筛选抗白叶枯病转基因纯合系，在田间种植6代，用PCR检测证明，Xa21基因能稳定遗传表达。用转基因水稻配制两系杂交稻，杂交组合F1含有Xa21基因     

主要杂交稻亲本和抗白叶枯病基因的抗性评价

测定不同水稻品种对白叶枯病的抗谱,有助于抗病品种的直接利用和通过分子标记辅助选择或基因工程培育抗病品种.本研究利用10个来源于菲律宾的白叶枯菌株对我国目前大面积栽培的16个杂交稻骨干亲本品种、4个明确携有抗白叶枯病基凶的材料和高感白叶枯病材料IR24进行了抗性评价,结果表明:16个杂交稻亲本中对10个菌株全感的品种有7个,抗1个菌株的品种有6个,抗2个菌株的品种2个和抗3个菌株的品种1个.所有16个杂交稻亲本都不能达到蜀恢52721(Xa21)、明恢6323(Xa23)、IRBB3(Xa3)的抗病水平,说明它们不携有这3个广谱抗白叶枯病基因.从抗病的广谱性与强度评价,4个抗病基因的抗病效果强弱依次为Xa23、Xa21、Xa3、Xa4;10个白叶枯菌株的致病力强弱顺序为:P6＞P7＞P2＞P8＞P3＞P1＞P10＞P4＞P5＞P9;筛选出适合抗性基因Xa3、Xa4的鉴别菌株P1,Xa21、Xa23的鉴别菌株P6.     

水稻抗白叶枯病基因Xa14的遗传定位

Xa14是一个高抗菲律宾白叶枯病生理小种5的显性基因,Taura等将它定位在水稻第4染色体长臂末端。本研究利用中国国家基因中心的水稻第4染色体测序结果,用SSR标记对Xa14进行遗传定位,为进一步用图位克隆法克隆该基因奠定基础。利用775株IRBB14/IR24 F₂中的145株高感群体,将基因Xa14限定在SSR标记HZR970-8和HZR988-1之间的区间,与两个分子标记的距离各为0.34 cM,并找到了在该群体中与基因共分离的HZR645-4、HZR669-2、HZR669-5和HZR669-7四个SSR标记。利用763株IRBB14/珍珠矮F₂中158株高感群体,将基因Xa14限定在分子标记HZR648-5与RM280之间的区段,找到了一个与基因紧密连锁的SSR标记HZR648-5,与基因的距离为1.90 cM。将两个F₂群体的定位结果进行整合,表明Xa14位于分子标记HZR970-8和HZR988-1之间的3个BAC克隆上,并与这两个标记紧密连锁。     

水稻抗白叶枯病基因Xa23分子标记的优化和验证

本研究对抗稻白叶枯病基因Xa23的标记03STS1进行改良和优化,设计分子标记命名为M-Xa23。以72个水稻亲本以及含抗性基因Xa23的CBB23与感病恢复系金刚30杂交的F2代分离群体为材料,并用白叶枯病Ⅶ型菌接种,结合抗病表型和标记结果,分析了M-Xa23的特异性和标记选择的准确性。实验结果表明:M-Xa23在抗病品种CBB23中扩增出200bp的特性条带,在其它71个水稻亲本中扩增出346bp的条带。144株F2分离群体中,109株表现抗病,35株表现感病,与标记M-Xa23检测的F2群体的基因型完全吻合,结果证明标记M-Xa23特异性强,能准确用于抗病基因Xa23的辅助选择。