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。     

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。     

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。     

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%)。     

水稻抗纹枯病QTL qSB-9TQ和抗条纹叶枯病基因Stv-bi的聚合育种

以携带抗纹枯病QTL qSB-9^TQ的籼稻品种特青和携带抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的粳稻品种镇稻88为优良等位基因供体亲本,江苏省推广的粳稻品种武育粳3号和武粳15为受体亲本,分别杂交并连续回交。在回交及自交分离世代,利用开发的覆盖目标基因区间的双侧分子标记对目标基因进行辅助选择。至回交BC₄F₁世代,同一遗传背景2个回交方向的中选单株间聚合杂交,获得2个目标基因位点均纯合的聚合F₃株系。条纹叶枯病抗性鉴定和纹枯病抗性接种鉴定结果表明,聚合株系对条纹叶枯病均表现抗病;以0~9级评级标准评价,聚合株系的纹枯病较相应的轮回亲本分别低1.1~1.6级和0.8~1.4级。结合回交低世代抗性鉴定结果分析,自行开发的分子标记对目标基因的辅助选择是有效的。讨论了抗纹枯病育种及分子标记辅助选择聚合育种的相关问题。     

利用三个分子标记鉴定大麦Yd2基因型及其在育种辅助选择中的应用

研究分子标记鉴定大麦抗黄矮病基因Yd2的有效性,可为Yd2基因在大麦抗病育种中的广泛应用提供快速有效的分子辅助选择工具。利用与Yd2基因紧密连锁的YLM、CAPS-Ylp和ASPCR-Ylp标记同时检测52份国内外大麦品种(系)与4份大麦F₁杂种的Yd2基因型,同时结合生物学抗性检测的表型分析其有效性。通过对Yd2基因型已知的20份大麦品种(系)及4个F₁杂种的Yd2基因型分析,表明YLM、CAPS-Ylp与ASPCR-Ylp标记可以有效判断大麦Yd2基因型。进一步用这3个标记检测32份Yd2基因型未知的大麦的基因型,鉴定出基因型为Yd2^-/Yd2^-的品种(系) 27份,基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的品种(系) 5份。在回交育种的分子辅助选择实例中,从BC₂F₂世代中选出了16个基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的单株。3个分子标记结合应用能够快速有效地鉴定大麦Yd2基因型,可用于Yd2基因回交育种中的大规模分子标记辅助选择。     

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。     

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。     

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。     

科学家让水稻抗条纹叶枯病

<正>水稻抗条纹叶枯病研究终于有了突破性的进展。扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室和教育部植物功能基因组学重点实验室经多年研究,将分子生物学研究新成果应用于育种实践,发掘条纹叶枯抗病基因,通过分子标记辅助选择技术,有效改良了江苏省直立穗高产水稻品种"武运粳8号"的条纹叶枯病抗性。     

‘镇稻88’和‘徐稻3号’苗期蛋白质表达谱的比较研究

为了阐明高抗条纹叶枯病水稻品种抗病性的分子机理,以江苏省高抗条纹叶枯病粳稻品种‘镇稻88’和‘徐稻3号’为研究材料,应用双向电泳联用质谱技术对2种水稻苗期蛋白质表达谱的特点及差异进行比较,并对差异蛋白进行了鉴定以及分析归类。结果表明：2个水稻品种的蛋白图谱上均检测到大约1000个蛋白点,这些蛋白点主要分布在等电点为4~7,分子量为10~100 kDa的范围内。用ImageMaster 2D Platinum软件分析后发现,2个水稻品种间共存在7个差异蛋白点,在‘徐稻3号’中表现为下调表达。质谱分析共鉴定出6种蛋白,这些蛋白包括能量相关蛋白、代谢相关蛋白、防御相关蛋白和未知功能蛋白。     

水稻条纹病毒和介体灰飞虱抗性的QTL分析

水稻品种Kasalath高抗条纹病毒和介体灰飞虱。为剖析不同抗性类型基因之间的关系，利用回交重组自交系群体Nipponbare/Kasalath//Nipponbare分析了对条纹病毒和介体灰飞虱抗性的数量性状基因座。结果在第11染色体S2260–G257标记区间检测到1个与条纹病毒抗性相关的QTL（qSTV11），LOD值为9.2, 贡献率为35.79%；在第3染色体R1618–C595 和R2170–C1135标记区间各检测到1个与介体灰飞虱抗性相关的QTL (qSBPH3-a, qSBPH3-b)，LOD值和贡献率分别为3.12和2.96, 11.69% 和11.36%,表明条纹病毒和介体灰飞虱抗性由不同基因所控制,而且两者之间不相关。此外，还分别检测到两对与条纹病毒和介体灰飞虱抗性相关的上位性QTL，暗示水稻对条纹病毒和介体灰飞虱的抗性受主效和上位性QTL的共同影响。进一步分析发现SSR标记BJ11-8与qSTV11紧密连锁, 为分子标记辅助选择高抗条纹叶枯病水稻品种提供了基础。     

Development of elite rice restorer lines in the genetic background of R022 possessing tolerance to brown planthopper, stem borer, leaf folder and herbicide through marker-assisted breeding

Rice leaf folder, stem borer and brown planthopper (BPH) are the most devastating rice insect pests. Developing and planting insect-resistant rice varieties is the most economical and effective measure for controlling these pests. BPH can be controlled with native BPH-resistance genes in rice, while at present rice leaf folder and stem borer can only be controlled through planting transgenic Bt rice. In this study, the breeding of a new restorer line KR022 possessing stacked BPH-resistance genes Bph14 and Bph15, Bt gene cry1C and glufosinate-resistance gene bar, is reported for the first time. A rice restorer line R022 with BPH-resistance genes Bph14 and Bph15 was used as a recurrent parent to cross with the transgenic rice T1C-19 of cry1C and bar genes during the breeding process. The restorer line KR022 was developed from the backcross populations of R022 and T1C-19 through molecular marker-assisted selection and glufosinate-resistance selection. The cry1C and bar genes were found to integrate on chromosome 11 of KR022, and the genome recovery of KR022 was up to 95.8 % of the R022 genome. The quantification of Cry1C protein expression showed that it was expressed at different levels in the leaf, stem, panicle, endosperm, and root of KR022 and its hybrid rice. The insect-resistance evaluation indicated that KR022 and its hybrid rice had good resistance to rice leaf folder and stem borer, both in laboratory settings and in the field. Furthermore, they exhibited increased resistance to BPH at both the seedling and mature stage. The field trial showed there was no significant difference in key agronomic traits between KR022 and its recurrent parent R022, and four hybrids from KR022 yield much higher than the control II-You 838. Moreover, KR022 and its hybrid rice were found to have resistance to the herbicide glufosinate. These results demonstrate that KR022 is effective as a rice restorer line for the breeding of “green super rice”, possessing multiple tolerances to rice BPH, stem borer, leaf folder and glufosinate.     

Identification of QTLs for the resistance to rice stripe virus in the <Emphasis Type="Italic">indica</Emphasis> rice variety Dular

The indica variety Dular has a high level of resistance to rice stripe virus (RSV). We performed quantitative trait locus (QTL) analysis for RSV resistance using 226 F₂ clonal lines at the seedling stage derived from a cross between the susceptible japonica variety Balilla and the resistant indica variety Dular with two evaluation criteria, infection rate (IR) and disease rating index (DRI). The experiments were performed in both 2004 and 2005. Based on IR, three putative QTLs were detected and had consistent locations in the 2 years, one QTL was detected in the RM7324–RM3586 interval on chromosome 3. The other two QTLs were linked and located in the RM287–RM209 and RM209–RM21 intervals on the long arm of chromosome 11, and accounted for 87.8–57.8% of the total phenotypic variation in both years. Based on DRI, three putative QTLs were also detected and had consistent locations in both years. One of them was located in the RM1124–SSR20 interval on the short arm of chromosome 11, while the other two linked QTLs had the same chromosomal locations on chromosome 11 as those detected by IR, and accounted for 55.7–42.9% of total phenotypic variation in both years. In comparison to the mapping results from previous studies, one of the two linked QTLs had a chromosomal location that was similar to Stv-b ⁱ , an important RSV resistance gene, while the other appeared to be a newly reported one.     

水稻抗条纹叶枯病的遗传与育种研究进展

水稻条纹叶枯病是由灰飞虱（Laodelphax striatellus Fallen）传播的病毒性病害。近年来,在中国许多水稻种植地区再流行,并成为部分地区水稻生产中的第一大病害。该文对水稻抗条纹叶枯病近年来的流行情况、水稻品种抗性资源筛选、抗性基因的定位和育种利用等进行了综述,并对今后水稻抗条纹叶枯病的育种进行了展望。