Pi-b和Pi-ta基因在江苏省粳稻中的分布以及与穗颈瘟抗性的关系

利用稻瘟病抗性基因Pi-b、Pi-ta等位基因的显性标记对48份江苏省粳稻品种和618份粳稻新品系进行检测,并结合6个代表性稻瘟病生理小种的穗颈瘟抗性鉴定反应,分析抗性基因在江苏省粳稻中的分布及其与穗颈瘟抗性的关系。结果显示:抗性基因Pi-b和Pi-ta在江苏省粳稻品种和品系中存在广泛分布,其中抗性基因Pi-b的频率明显高于Pi-ta。不同生育类型的品种中,抗性基因Pi-b和Pi-ta在中熟中粳中的分布最少,且pi-b/pi-ta基因组合品种所占比例最高。从基因组合与抗性的关系来看,含单个抗性基因的新品系无论是感病率还是病情指数都明显低于不含Pi-b和Pi-ta抗性基因的品系,且Pi-ta基因的抗性效果要好于Pi-b基因,而同时含有两个抗性基因的新品系其抗性水平又优于只含单个抗性基因的粳稻品系。因此,在育种中选择两个抗性基因互补的粳稻作亲本,在后代群体中进行基因聚合,是提高江苏省粳稻穗颈瘟抗性最快速、有效的方法。     

江苏省粳稻品种抗稻瘟病基因型与穗颈瘟抗性分析

稻瘟病是江苏省粳稻的主要病害,以穗颈瘟的危害最为严重,选育抗病品种是防治该病害最有效的方法。为了明确江苏省粳稻穗颈瘟的主要抗病基因以及主要粳稻品种的抗稻瘟病基因型,利用稻瘟病抗性基因Pita、Pi-b、Pi-k~h、Pi-km的功能标记对2007-2013年江苏省审定的粳稻品种进行基因型检测。结果表明:65份审定的粳稻品种中同时含有3个稻瘟病抗病基因的品种6份,占审定品种的9.2%;同时含有2个稻瘟病抗病基因的品种23份,占审定品种的35.4%;含有1个稻瘟病抗病基因的品种27份,占审定品种的41.5%;不含有这4个抗病基因的品种9份,占审定品种的13.9%。2014年穗颈瘟接种鉴定结果表明:含有3个抗病基因的6份品种均表现为抗穗颈瘟;含有2个抗病基因的品种中19份品种抗穗颈瘟,4份品种感穗颈瘟;含有1个抗病基因的品种中12份品种抗穗颈瘟,15份品种感穗颈瘟;不含有这4个抗病基因的品种中1份品种抗穗颈瘟,8份品种感穗颈瘟。相关性和回归分析结果表明:稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi-km与穗颈瘟的抗性呈正相关,相关系数分别0.81、0.11和0.15;稻瘟病抗性基因Pi-k~h与穗颈瘟抗性呈负相关,相关系数为-0.05。     

宁夏水稻品种抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的检测分析

为明确宁夏水稻品种中抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的分布情况,为宁夏水稻抗穗颈瘟病的分子标记辅助选择育种奠定基础。利用Pi-ta、Pi-b和Pi9 3个与抗稻瘟病基因紧密连锁的功能标记,对94份宁夏水稻品种进行抗稻瘟病基因的分子检测。结果表明,宁夏水稻品种中含Pi-ta抗性基因的占46.8%,含Pi-b抗性基因的占93.6%,含Pi9抗性基因的占27.7%,同时含有Pi-ta和Pi-b抗性基因的占44.7%,同时含有Pi-ta、Pi-b和Pi9抗性基因的占12.8%。根据报道,Pi-ta、Pi-b基因的联合效应与穗颈瘟抗性正相关系数为0.71,表明从宁夏水稻品种中选育抗穗颈瘟品种是有基因基础的。     

黄淮稻区早熟水稻品种(品系)穗颈瘟抗性分析

为明确黄淮稻区早熟水稻品种(品系)的稻瘟病抗性,对145份黄淮稻区早熟水稻品种(品系)进行连续2年的接种鉴定,并利用Pi-ta、Pi-b、Pi-km、Pi-54、Pi-5和Pi-gm 6个抗病基因的分子标记进行抗稻瘟基因型检测.抗性基因在检测品种(品系)中的分布结果表明,抗性基因Pi-b分布比例最高,检出率为57.9％,其次是抗性基因Pi-km、Pi-ta、Pi-54和Pi-5,检出率分别为51.0％、42.1％、32.4％及32.4％,抗性基因Pi-gm分布比例最低,仅有4.1％.2019-2020年连续2年的人工接种鉴定结果显示,74.5％和68.3％的品种(品系)表现为感病,说明黄淮稻区早熟品种(品系)的稻瘟病抗性较差,抗病材料较少.携带抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi-km、Pi-54、Pi-5和Pi-gm的品种(品系),2019年抗性比例分别为42.6％、21.4％、27.7％、34.3％、27.7％和100.0％,2020年抗性比例分别为49.2％、26.2％、25.5％、32.9％、34.0％和100.0％.6个基因中,Pi-gm抗性比例最高,达到100.0％,Pi-ta次之,抗性比例达45.9％,而Pi-b最差,抗性比例仅为23.8％.黄淮稻区早熟水稻品种(品系)抗稻瘟病能力较差,需要通过聚合多个抗性基因来提高抗性,特别需要加强Pi-gm等新的抗稻瘟病基因的应用.     

江苏省迟熟中粳新品系稻瘟病抗病基因检测与抗性评价

通过对江苏省育种单位提供的95份迟熟中粳新材料进行稻瘟病抗性基因检测与穗颈瘟抗性分析发现,携带Pi-ta基因的材料有59份,携带Pi-b基因的材料有74份,携带Pi-kh基因的材料有85份,同时携带Pi-ta、Pi-b、Pi-kh抗病基因的材料有37份;其中有1份材料苗瘟抗性等级为5级,其穗颈瘟抗性等级为7级,另外有12份材料的稻瘟病抗性综合指数 5. 00。结果表明,Pi-ta等抗病基因的抗性正在丧失。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和 Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用 Pi-ta和 Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因 Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中 Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带 Pi-ta和 Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因 Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因 Pi-b频率的提高。四种基因型中, Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0％,其次为 Pi-ta/Pi-b,占33.5％,基因型 Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9％,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6％。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因 Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而 Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析（英文）

基因Pi-ta和Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,该研究利用Pi-ta和Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带Pi-ta和Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因Pib频率的提高。4种基因型中,Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0%,其次为Pi-ta/Pi-b,占33.5%,基因型Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9%,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6%。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而Pib则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

20个稻瘟病抗性基因在湖北省的利用价值分析

恩施、宜昌、咸宁地区一直是湖北省水稻稻瘟病的重发区和常发区。为了明确20个稻瘟病抗性基因在湖北省的抗性水平及利用价值,选择恩施地区的金子坝和两河口、宜昌地区的远安县和咸宁地区的崇阳县作为水稻稻瘟病自然诱发接种试验点,对以丽江新团黑谷为轮回亲本培育而成的持有20个垂直抗性基因的20个水稻单基因系进行稻瘟病自然诱发接种。结果表明,抗性基因Pi-kh、Pi-9、Pi-20和Piz5对叶瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-a、Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)对叶瘟的抗性欠佳。抗性基因Pi-kp、Pi-kh、Pi-5(t)、Pi-9和Pi-z5对穗颈瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)、Pi-z对穗颈瘟的抗性欠佳。总结3年来20个垂直抗性基因在恩施、宜昌和咸宁的抗性情况,抗性基因Pi-kh、Pi-9和Pi-z5在抗稻叶瘟和抗稻穗颈瘟方面均有良好的表现,可以作为湖北省水稻抗性基因或抗源基因合理使用,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)在推广使用时应谨慎。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pigm和Pi54在骨干亲本中的分布以及对穗颈瘟抗性的作用

【目的】为了分析不同抗性基因和基因组合对穗颈瘟抗性的变化。【方法】利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pigm和Pi54的功能或紧密连锁标记,对经过多年抗性筛选的80份骨干亲本材料进行基因型分析,并进行连续两年穗颈瘟接种鉴定。【结果】在80份试验材料中,只有4份携带Pi-b基因,5份携带Pi54基因,8份携带Pi-b+Pi54基因组合、10份携带Pi-b+Pi54+Pigm基因组合,只有Pi-b+Pi54+Pigm基因组合没有出现高感材料。连续两年穗颈瘟接种鉴定结果与基因型的相关性分析显示,单个抗病基因的抗病能力在逐步减弱,甚至丧失。【结论】在水稻品种选育中,聚合抗性强、抗谱互补的基因是增强水稻抗病能力的有效途径。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用Pi-ta和Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带Pi-ta和Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因Pi-b频率的提高。四种基因型中,pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0%,其次为Pi-ta/Pi-b,占33.5%,基因型pi-ta/pi-b的分布频率为3.9%,而Pi-ta/pi-b的分布频率最低,只占2.6%。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi-km的育种利用价值评价

稻瘟病是水稻生产上的主要病害,利用稻瘟病抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、最有效的方法。为了明确稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi-km在水稻抗病育种中的利用价值,本研究利用这4个抗性基因的功能标记,对在稻瘟病菌圃经多年抗性筛选的60份资源材料进行基因型鉴定,并通过连续两年稻瘟病菌接种鉴定对不同抗性基因的抗稻瘟病发展趋势进行调查分析。结果表明,60份试验材料中,只携带Pi-ta基因的有14份,占总材料的23.3%,携带Pi-ta+Pi-b基因组合的有9份,占总材料的15.0%,携带Pi-b+Pi54基因组合的有9份,占总材料的15.0%,携带Pi-ta+Pi-b+Pi54基因组合的有12份,占总材料的20.0%。在连续两年的接种鉴定中,Pi-ta、Pi-ta+Pi-b和Pi-ta+Pi-b+Pi54基因组合均无4级高感;只有Pi-b+Pi54基因组合出现4级高感材料。通过连续两年抗性基因与穗颈瘟发病等级的相关性分析,发现几乎所有基因的抗病能力都在不断减弱。因此,在抗稻瘟病新品种选育中抗稻瘟病新抗源的挖掘和新抗性基因的导入已经迫在眉睫。     

4个抗稻瘟病基因在籼稻资源中的分布

【目的】本研究明确了稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-9、Pi-b和Pi-zt在汉中地区水稻材料中的分布及其组合的抗病有效性。【方法】利用4个抗病基因的分子标记,对汉中地区水稻材料进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pi-zt分布频率最高,其次为抗性基因Pi-b和Pi-9,频率最低的是Pi-ta;含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,Pi-b和Pi-9对该地区的抗瘟性贡献较大,同时含有Pi-b、Pi-9和Pi-zt 3个基因可有效提升抗性水平。【结论】初步建立抗性基因数据库,为抗稻瘟病基因分子辅助聚合育种提供科学依据。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta,Pi-b和Pi-9基因

【目的】稻瘟病是水稻三大病害之一,选育抗病品种是防治稻瘟病最有效的方式。【方法】本研究以携带稻瘟病抗性基因Pi-9的‘盐稻10号’为母本,以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的‘武运粳8号’为父本杂交,进行基因聚合育种。利用Pi-ta、Pi-b和Pi-9的特异性分子标记对杂交后代的分离株系进行基因检测,结合田间选育,抗性接种鉴定。【结果】将Pi-ta,Pi-b和Pi-9基因聚合于一体,选育出抗稻瘟病、产量高,米质优的水稻新品系‘盐稻1626’。【结论】该品种适宜在我国北方黄淮海粳稻区域推广种植,不仅为育种家提供水稻抗性多基因聚合育种的方法,而且为水稻稻瘟病抗性育种创制了新的种质资源。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

24个抗瘟基因与哈尔滨市稻瘟病菌互作分析

为明确24个抗瘟基因与哈尔滨市稻瘟病菌的互作情况,应用田间自然感病结合室内接种的方式完成试验,得出以下结论:(1)2012年有Pi-12(t)、Pi-7(t)、Pi-9(t)、Pi-z5、Pi-20、Pi-ta2和Pi-sh 7个基因对稻瘟病表现免疫,2014年又新增Pi-km和Pi-5(t)2个基因表现免疫;(2)Pi-i和Pi-k是植株发病率和叶片发病率上升幅度最大的基因,Pi-t和Pi-z是植株发病率和叶片发病率下降幅度最大的基因;(3)2012年病情指数最高的3个基因为Pi-z、Pi-kh和Pi-k,其病情指数分别为14.04、13.50和12.40,2014年病情指数最高的3个基因为Pi-k、Pi-a和Pi-i,其病情指数分别为65.39、33.64、29.38,叶片发病率与病情指数相关度最高;(4)从室内接种结果看,24个抗瘟基因都存在被稻瘟病菌侵染的风险,其致病性相似系数介于0.20~0.75之间。综合分析,24个抗瘟基因对稻瘟病的抗性在年际间存在波动,稻瘟病菌的致病性呈集中化趋势。     

四川省杂交稻亲本及32份抗源抗稻瘟病基因的检测分析

利用与稻瘟病抗性基因紧密连锁的分子标记进行分子标记辅助选择对于培育抗稻瘟病水稻品种有重要意义.利用与抗稻瘟病基因Pi-9、Pi-2、Pi-kh和Pi-km紧密连锁的分子标记检测分析52份(23份恢复系和29份不育系)杂交水稻亲本材料,结果表明:52份亲本材料中都不含有抗稻瘟病基因Pi-9和Pi-2(Pi-Z5),6份可能含有抗稻瘟病基因Pi-km,5份可能含有抗稻瘟病基因Pi-kh.32份抗源的检测结果表明:32份抗源中都不含有抗稻瘟病基因Pi-9,12份含有Pi-2(Pi-Z5),3份可能含有抗稻瘟病基因Pi-km,6份可能含有抗稻瘟病基因Pi-kh.     

水稻抗稻瘟病基因和杂交稻品种在四川的抗性评价

为指导四川抗稻瘟病品种选育和合理布局,在四川蒲江、雅安和江油对含20个不同抗稻瘟基因的25个单基因系以及134个以杂交稻为主的四川水稻主栽品种进行了抗稻瘟病鉴定.结果表明,其中携带抗瘟基因Pi-km,Pi-kp,Pi-kh,Pi-z5或Pi-9(t)的抗稻瘟病单基因系在各病圃抗性表现较优.134个品种中98.48％的品种在蒲江和叙永叶瘟表现为感病,63.43％的品种在雅安叶瘟表现为感病;在各病圃均得到颈瘟数据的126个品种中,至少在一个病圃抗颈瘟的有4个,其中D优202在叙永、蒲江和雅安病圃叶瘟和颈瘟均表现为抗或中抗,而在各病圃颈瘟均严重感病(9级)的有27个品种.D香287叶瘟阶段在叙永和雅安表现为抗或中抗,颈瘟在叙永和蒲江也表现为抗病,而Q优2号在各试验地叶瘟颈瘟均表现为感病,这均与相应单基因系在各病圃抗性表现相一致.     

Pi-z、Pi-ta2等基因在云南粳稻稻瘟病抗性育种中的应用

采用与育种同步的抗性鉴定方法,利用日本鉴别菌系作为鉴别标准品种,分析了Pi-z、Pi-ta2等基因2002-2007年在云南水稻稻瘟病抗性育种实践中的表现。结果表明,截至2007年,Pi-z、Pi-ta2 、Pi-zt在云南稻区仍然有利用价值; Pi-ta2叶/穗瘟抗性反应表现明显不一致;Pi-z、Pi-zt在各种育种材料中叶/穗瘟抗性表现一致;在不同抗性组合中,发现Pi-z对育种材料的抗性改良效果更明显。     

四川省杂交稻主栽品种抗稻瘟病基因型推导研究

本文对包括131个杂交稻品种在内的134个四川省水稻主栽品种接种了21个对已知抗稻瘟基因具鉴别力稻瘟病菌株,根据比较各品种和含已知抗瘟单基因系对鉴别菌株的抗谱对各主栽品种进行了抗稻瘟病基因型推导。结果表明,134个参试品种中,仅红优44和泸优1号对全部21个鉴别菌株的抗感反应完全一致;通过DPS统计软件对各品种的抗谱进行聚类分析,在相似距离为0.8时可将这些品种的抗性基因型划分为7个类群;应用基因型推导软件分析,推导出D香287可能携带Pi-km、Pi-zt和Pi-7等3个抗性基因,Q优2号则可能携带Pi-k、Pi-I、Pi-t和Pi-19等4个抗性基因,其余品种则均可能携带未知抗病基因。各品种在病圃中的最高叶瘟级别和平均颈瘟率与其对21个鉴别菌株的抗病频率呈显著负相关(P<0.01)。     

抗稻瘟病多基因聚合对川恢907田间抗性的影响

通过杂交、回交以及分子标记辅助选择技术,将稻瘟病广谱抗病基因Pi-1、Pi-2和Pi-33聚合到川恢907中。稻瘟病田间抗性鉴定显示,其稻瘟病叶瘟发病率、病情指数从36.31%和15.57分别下降到10.65%～13.88%以及4.2～5.27;穗颈瘟发病率、病情指数从36.53%和12.77分别下降到7.13%～10.22%以及1.51～5.02,显著提高了川恢907的稻瘟病田间抗性。