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。     

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%)。     

水稻抗病基因聚合育种研究进展

近年来随着越来越多的水稻新基因被发现、定位与克隆以及现代分子生物技术的不断发展,水稻分子育种工作也取得了很大的进展。笔者主要就水稻稻瘟病、白叶枯病、纹枯病和条纹叶枯病的抗性基因聚合育种的研究情况进行综述,并对一些使用转基因手段进行多基因抗病育种进行了总结。     

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。     

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.     

水稻抗病相关基因的研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一。目前水稻的病害愈加严重,而目前水稻抗性品种不多。本综述回顾了多种水稻抗病基因的研究进展,以期为实现水稻抗病的分子育种提供参考。主要涉及水稻病毒病,如黄斑驳病毒病、东格鲁病毒病、矮缩病毒病的抗性,细菌性病害,白叶枯病、条斑病、立枯病的抗性,真菌性病害,如稻瘟病、纹枯病抗性,及稻胡麻叶枯病抗性。     

花药培养快速培育聚合抗3种水稻病害基因的新种质研究

为培育抗水稻白叶枯病、稻瘟病、条纹叶枯病3种病害的品种,保证水稻的稳产高产,利用花药培养与常规育种技术、分子标记辅助选择技术相结合,进行聚合抗3种病害的新种质研究。结果表明,用含有抗白叶枯病Xa23基因的BG152和含有抗稻瘟病Pi-1基因的R118分别与含抗条纹叶枯病Stvb-i基因的花育409进行有性杂交,共获得聚合双抗抗病基因的F0种子分别为180,105粒;鉴别真杂种后彼此再杂交,获得复交F0种子1 398粒。利用分子标记辅助选择技术,筛选出聚合抗3种病基因的杂合型单株52株,从中选择田间无病害的进行花药培养,经H0自然加倍,获得双倍体花培植株378株。经PCR检测,筛选出聚合3种抗病基因的花培H1株系14个;对其H2植株进行重复PCR与抗病鉴定,获得聚合3种抗病基因的花培材料所含的抗病基因能稳定遗传,抗病性鉴定有10份均表现为抗(R),且高效表达抗病。最后对水稻花药培养中存在的问题进行了分析,并提出了相应防治措施。     

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”。     

Inheritance of resistance to rice stripe virus in rice line `BL 1'

Rice stripe is the most serious virus disease in temperate rice-growing countries. The most economical and environmentally safe practice for controlling this disease is virus-resistant cultivars. ‘BL 1’ is an elite germplasm line with the blast resistance gene Pib, and has been used as a differential line for testing the pathogenicity of the blast fungus. We found that certain progenies from BL 1 showed resistance to both blast and rice stripe virus (RSV). The objectives of this study were to evaluate the RSV resistance in the field and under artificial conditions, to assess the reaction to the insect vector(small brown plant hopper, SBPH), and to examine its inheritance and its relationship to blast resistance in BL 1.BL 1 was susceptible to SBPH, but resistant to RSV in field and artificial inoculation tests. The inheritance of RSV resistance in F₃ lines from the cross Nipponbare (NPB)/BL 1 was studied using artificial inoculation with a population of viruliferous SBPH. A serological assay for RSV infection using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used. RSV resistance in BL 1 was controlled by a single major gene with incomplete dominance. The locus responsible for RSV resistance was genetically independent of the blast resistance gene Pib. The resistance gene for RSV infection in BL 1 was also independent of Stvb-i, a gene widely distributed in resistant Japanese cultivars. Resistance to RSV must be diversified in rice cultivars considering the potential for future emergence of new RSV strains. The new resistance gene identified in BL 1, which has improved plant type and blast resistance, is considered useful for breeding RSV-resistant cultivars in japonica rice. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

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。     

条纹病毒RSV在灰飞虱与稻株之间传递速率的研究

为进一步深入研究RSV（rice stripe virus）在灰飞虱和稻株之间的传递情况,此研究选用水稻条纹叶枯病易感品种‘武育粳7号’,让带毒灰飞虱在健康稻株上取食1.5 h和3 h后,于1.5 h、3 h、6 h、12 h、1天、2天和4天采样,采用RT-PCR技术检测稻株被RSV侵染情况。结果表明,当带毒灰飞虱在健株上取食3 h后,可在其体内检测出RSV,说明已将病毒有效地传入到稻株内,且带毒灰飞虱取食时间越长,稻株的获毒概率越大;采用斑点免疫吸附法（dot immunobinding assay,DIBA法）检测非带毒灰飞虱在携带RSV稻株上取食0.25 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h和8 h后虫体带毒情况。结果表明,当无毒灰飞虱在携毒稻株上取食0.5 h后就能顺利获毒,而且随着取食时间的延长,灰飞虱获毒的比率越大。此研究首次从分子水平上对带毒灰飞虱传递RSV到稻株体内的情况进行了检测,同时结合灰飞虱获毒速率的研究结果,可为水稻条纹叶枯病的预测预报提供一种新的途径。     

华南抗稻瘿蚊分子标记辅助育种

亚洲稻瘿蚊(Orseolia oryzae Wood-Mason)是华南的主要水稻害虫.选育抗虫品种是最有效的生态控制方法.本文综述1998-2006年抗性育种的进展.用AFLP方法对从中国广东省7个地点采集的4个生物型的DAN指纹进行分析;在对用RAPD和SSR技术分别对抗中国4个稻瘿蚊生物型的基因Gm6精细定位基础上,用与Gm6紧密连锁的STS和SSR标记开展分子标记辅助育种,创造了一批抗稻瘿蚊的新种质,包括育成了6个栽培稻和6个二系杂交稻和1个三系杂交稻并在农户试种,在中国广东成功地建立了分子标记辅助选育抗稻瘿蚊品种的技术体系.     

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。     

Improving wheat stripe rust resistance in Central Asia and the Caucasus

Wheat is the most important cereal in Central Asia (Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Turkmenistan and Uzbekistan) and the Caucasus (Armenia, Azerbaijan and Georgia). Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici is considered the most important disease of wheat in Central Asia and the Caucasus (CAC). Although stripe rust has been present in the region for a long time, it has become a serious constraint to wheat production in the past 10 years. This is reflected by the occurrence of five epidemics of stripe rust in the CAC region since 1999, the most recent in 2010. Several wheat varieties occupying substantial areas are either susceptible to stripe rust or possess a low level of resistance. Information on the stripe rust pathogen in terms of prevalent races and epidemiology is not readily available. Furthermore, there is an insufficient understanding of effective stripe rust resistance genes in the region, and little is known about the resistance genes present in the commercial varieties and advanced breeding lines. The deployment of resistant varieties is further complicated by putative changes in virulence in the pathogen population in different parts of the CAC. Twenty four out of 49 improved wheat lines received through international nurseries or other exchange programs showed high levels of resistance to stripe rust to local pathogen populations in 2009. Fifteen of the 24 stripe rust resistant lines also possessed resistance to powdery mildew. It is anticipated that this germplasm will play an important role in developing stripe rust resistant wheat varieties either through direct adoption or using them as parents in breeding programs.