水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的分子标记辅助选择

【研究目的】褐飞虱是危害水稻的三大病虫害之一，利用品种自身的抗性是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。为了选育抗虫品种，【方法】本研究以携带有抗褐飞虱主效基因Bph14和Bph15的抗虫品系B5为抗源，以优良杂交稻亲本9311和1826为受体材料，通过复交和回交，分别利用与Bph14和Bph15紧密连锁的SSR标记MRG2329和MS5在分离群体中进行分子标记辅助选择，【结果】最终获得一系列目标基因纯合且农艺性状优良的稳定株系。采用苗期群体鉴定技术，对其中的38份重要材料进行了抗虫鉴定，在26份Bph14单基因纯合株系中，92.31%的材料抗性水平在中抗以上，6份Bph15单基因纯合株系全为抗或高抗，聚合有Bph14和Bph15双基因的6份株系抗性都达到了高抗水平。【结论】说明在育种进程中利用与Bph14和Bph15紧密连锁的分子标记开展抗褐飞虱分子标记辅助育种是一种有效的途径。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

水稻骨干恢复系川恢907抗稻瘟病基因聚合与精准改良

【目的】精准改良骨干恢复系川恢907稻瘟病抗性,为培育抗稻瘟病杂交水稻新品种提供优良恢复系。【方法】本文通过多代回交与分子标记辅助选择技术相结合,以五山丝苗为抗稻瘟病基因Pi2供体,精准改良骨干恢复系川恢907(含有抗稻瘟病基因Pik和Pita)的稻瘟病抗性。【结果】经T检验,改良后聚合了Pi2、Pik和Pita 3个抗稻瘟病基因的新川恢907与原始材料间的主要农艺性状无显著差异;基于NY/T 1433-2014中48对SSR引物对其进行指纹图谱鉴定,二者之间无差异;经稻瘟病病圃田间抗性鉴定,新川恢907稻瘟病叶瘟1级、颈瘟1级,综合抗病指数1.0,抗稻瘟病。【结论】通过抗病基因聚合,显著提高了川恢907的稻瘟病抗性,保持了川恢907的原有优良特性。     

聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系

【目的】挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系。【方法】利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择。【结果】抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性。经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力。【结论】采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系。     

分子标记辅助选择改良水稻恢复系R1005的褐飞虱抗性

以抗褐飞虱材料B5(携带Bph14和Bph15基因)为供体亲本,水稻优良恢复系R1005为受体亲本,通过杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将Bph14和Bph15基因同时导入到R1005中,经过农艺性状选择和褐飞虱抗性鉴定,选育出3个携带Bph14和Bph15基因的纯合株系CY11711-14、CY11712-5和CY11714-100。苗期褐飞虱抗性鉴定结果表明,3个株系对褐飞虱表现高抗水平,田间生育期观察、主要农艺性状考查及稻米品质分析表明,株系CY11712-5和CY11714-100与受体亲本R1005没有显著差异,可以代替R1005用于抗褐飞虱恢复系使用。以3个育成株系为父本与3个不育系Q2A、天丰A和川农1A配制杂交组合进行苗期褐飞虱抗性鉴定,结果显示Bph14、Bph15基因在杂合状态下表现不抗褐飞虱。结果表明Bph14和Bph15基因在本试验中不表现显性效应。     

分子标记辅助聚合抗褐飞虱基因选育杂交水稻抗性品种初步研究

以携带有bph2NBph3的水稻品系ME1为抗褐飞虱供体亲本,以保持系盟B、先B、天B,不育系RT300、RT181和恢复系R29等6个常用的杂交稻亲本为轮回受体亲本,通过杂交、回交和自交,并结合分子标记辅助选择,将bph2和Bph3基因导入到各杂交稻亲本中。结果6个回交组合在BC2F1代共获得13株双基因杂合株系;结合成型株农艺性状,选取其中6份的BC2F1代自交种子播种进行苗期抗虫鉴定,结果显示,各株系对褐飞虱均表现中抗水平;标记全部309个抗性植株的基因型,共获得21个聚合两个抗性基因的纯合株系。这些纯合材料将可用于组配抗褐飞虱杂交水稻。     

分子标记辅助选择改良黄华占和五山丝苗的褐飞虱抗性

为了提高常规籼稻品种'黄华占'和'五山丝苗'的褐飞虱抗性,采用杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15分别导入到'黄华占'和'五山丝苗'的遗传背景中,选育出了具有'黄华占'和'五山丝苗'遗传背景,同时携带纯合Bph14和Bph15基因的新株系各2个.苗期褐飞虱抗性鉴定结果表明,选出的新株系均表现为抗褐飞虱.产量比较试验、性状考查和米质分析结果表明,新株系的产量、主要性状和稻米品质指标都与受体亲本相似,因此可以作为'黄华占'和'五山丝苗'的抗褐飞虱新品系进一步进行多点试验和区域试验.     

聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系

[目的]挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系.[方法]利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择.[结果]抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性.经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力.[结论]采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系.     

分子标记辅助选育抗褐飞虱水稻恢复系

[目的]以分子标记辅助选择(MAS)抗褐飞虱水稻恢复系,为杂交稻抗性育种提供良好的种质资源。[方法]以HS204为抗源供体亲本(母本),明恢63为受体亲本(父本,轮回亲本),通过常规回交育种、抗虫鉴定结合分子标记辅助选择技术,培育抗褐飞虱性强及配合力高的水稻恢复系材料。[结果]获得4个改良恢复系株系RMH-3、RMH-58、RMH-153和RMH-262,其8个农艺性状与明恢63略有差异,抗性表现良好,均高抗褐飞虱,抗级分别为RMH-3(3.9级)、RMH-58(1.9级)、RMH-153(3.1级)和RMH-262(1.8级)。4个改良恢复系与3个自育不育系1A、2A和10A配制的12个杂交组合中除1A×RMH-153表现感虫外,其余11个组合的抗性均达中抗及以上水平。[结论]以常规回交育种、抗虫鉴定和分子标记辅助选择技术相结合手段筛选获得的抗褐飞虱水稻中间材料RMH-3、RMH-58、RMH-153和RMH262,可作为新的抗褐飞虱杂交稻育种材料供抗性育种利用。     

以三明显性核不育系转导稻瘟病抗性基因Pi9改良恢复系的效果

【目的】将广谱抗稻瘟病基因Pi9导入恢复系双抗明占,以提高其组合抗病能力。【方法】通过构建Pi9基因的三明显性核不育系载体作中间"架桥",结合分子标记辅助选择,每个回交世代选择有Pi9标记基因带型的显性核不育株与双抗明占回交,至BC4F1代筛选获得检测有Pi9标记基因带型可育株自交纯合Pi9基因,获得卸载了核不育基因的双抗明占抗病近等基因系。【结果】获选的6个改良系经田间抗性鉴定有5个抗稻瘟病能力得到显著提升,进行配合力测验及农艺性状比较分析,改良系Y25-1一般配合力表现最好,抗病能力强,主要农艺性状与双抗明占相近,可作为抗病的双抗明占推广应用。【结论】通过水稻三明显性核不育系作中间"架桥",导入Pi9基因可有效提高双抗明占及其组合抗稻瘟病能力。     

分子标记辅助选择改良黄华占和五山丝苗的褐飞虱抗性

为了提高常规籼稻品种‘黄华占’和‘五山丝苗’的褐飞虱抗性,采用杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15分别导入到‘黄华占’和‘五山丝苗’的遗传背景中,选育出了具有‘黄华占’和‘五山丝苗’遗传背景,同时携带纯合Bph14和Bph15基因的新株系各2个。苗期褐飞虱抗性鉴定结果表明,选出的新株系均表现为抗褐飞虱。产量比较试验、性状考查和米质分析结果表明,新株系的产量、主要性状和稻米品质指标都与受体亲本相似,因此可以作为‘黄华占’和‘五山丝苗’的抗褐飞虱新品系进一步进行多点试验和区域试验。     

利用基因功能性标记检测水稻稻瘟病和褐飞虱的抗性基因

选育和利用水稻抗性品种,是防治稻瘟病和褐飞虱的有效方法。利用基因功能性标记对2个优质不育系和16个恢复系的抗性基因Pi-b,Pi-k,Pi-ta,bph2,Bph3进行检测,结果 11份材料含有Pi-b基因,13份含有Pi-k基因,9份同时含有Pi-b基因和Pi-k基因,3份含有bph2基因。通过对抗性基因的分子鉴定,为多基因聚合、选育广谱持久抗稻瘟病和褐飞虱的优良品种奠定基础。     

水稻抗褐飞虱基因研究进展

综述了水稻抗褐飞虱基因的研究进展。褐飞虱是对水稻为害最严重的害虫之一。它栖息于稻丛基部,吸食韧皮部汁液。褐飞虱具有不同的生物型。在抗性品种的选择压力下,将产生一种新的生物型褐飞虱群体克服该抗性品种。因此,寻找新的抗性基因是培育新的抗褐飞虱水稻品种的关键。合适的水稻抗褐飞虱的鉴定方法是克隆水稻抗褐飞虱基因的基础。常用的方法有苗期集团鉴定、蜜露量测定、电子取食监测系统等。迄今为止,科学家已经在栽培稻和野生稻中定位了21个水稻抗褐飞虱基因,并且Bph14基因已经被武汉大学生命科学学院杂交水稻国家重点实验室成功克隆。该结果为克隆其他水稻抗褐飞虱基因以及研究水稻抗褐飞虱的分子机制奠定了基础。     

应用分子标记辅助选育抗褐飞虱水稻两系不育系

[目的]选育抗褐飞虱水稻两系不育系。[方法]以B5为供体材料,采用分子标记辅助选择,将B5所含的Bph14和Bph15基因导入两系不育系1892S,获得符合两用核不育系标准的株系S136、S179、S192。[结果]分子标记检测结果表明,3个株系分别携带Bph14+Bph15;人工接虫鉴定结果显示,3个两系不育系都高抗褐飞虱。[结论]该研究为进一步选育抗褐飞虱杂交稻组合提供了亲本材料。     

水稻抗稻瘟病基因Pi2的KASP标记开发与应用

【目的】水稻稻瘟病抗性基因Pi2对稻瘟病生理小种具有广谱抗性,开发Pi2的KASP分子标记并对其评价,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用593份自然群体中筛选出的不同抗性和亲缘关系的2份材料H-74和H-78,针对Pi2基因核心区域的SNP位点开发成KASP标记Pi2-C3。【结果】利用标记Pi2-C3对自然群体中的84份材料进行KASP基因分型,结果表明,该标记可以准确地将不同水稻材料的Pi2位点分为抗病基因型、杂合基因型和感病基因型,是一种高效鉴定抗稻瘟病基因Pi2的方法。利用标记Pi2-C3对阳江市病圃材料进行检测,结合表型调查结果发现,检测到含有Pi2基因的46份材料均表现出不同程度的稻瘟病抗性,表明该标记可以用于检测材料在病圃的发病情况。【结论】本研究采用KASP技术,开发了能准确检测Pi2基因的特异性分子标记Pi2-C3,并建立一套水稻Pi2基因的KASP基因分型体系,对提高抗性育种效率,改良抗稻瘟病水稻品种具有重要应用价值。     

基于PARMS技术的抗稻瘟病基因Pigm分子标记的开发

【目的】建立抗稻瘟病基因Pigm的荧光分子标记,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用抗稻瘟病基因Pigm基因序列与其等位基因Pi2、Pi9及感病品种日本晴中等位基因序列差异,结合PARMS技术(Penta-primer amplification refractory mutation system),建立Pigm基因的荧光分子标记。【结果】利用荧光分子标记PM-Pigm对48份水稻亲本材料进行检测,仅在谷梅4号中检测到Pigm荧光信号,并采用广西收集到的两个稻瘟病菌株ZB1和ZB13对48份水稻亲本进行了苗瘟抗性鉴定,验证分子标记有较强可靠性。【结论】Pigm荧光分子标记PM-Pigm能快速检测水稻是否包含Pigm抗性基因,为抗稻瘟病水稻分子标记辅助育种提供简便、可靠的基因筛选技术。     

利用分子标记辅助选育抗稻瘿蚊水稻新品系

【目的】通过分子标记辅助选育结合抗性鉴定培育抗稻瘿蚊水稻新品系,为水稻抗虫育种提供新的种质资源。【方法】以广西高抗稻瘿蚊水稻种质GXM-002-1为抗源供体亲本,以优质恢复系R553为受体(轮回亲本),采用杂交、回交,结合分子标记辅助选择方法,选育抗稻瘿蚊水稻新品系。【结果】经分子标记M12-29检测,获得4个稻瘿蚊抗性基因纯合改良株系R553GM-15、R553GM-19、R553GM-31和R553GM-47,其中R553GM-47对稻瘿蚊的抗性达抗水平,其余3个改良株系对稻瘿蚊表现为中抗水平;在农艺性状表现方面,4个改良株系的有效穗数与千粒重均无显著差异(P0.05,下同),在株高、穗长、每穗总粒数、结实率、粒长和粒宽等性状中,至少有1个株系与轮回亲本R553无显著差异。【结论】利用分子标记辅助选择结合抗性鉴定方法,可从高抗稻瘿蚊材料GXM-002-1与高感稻瘿蚊水稻优质恢复系R553杂交后代中筛选出抗稻瘿蚊新品系。     

利用分子标记辅助选择培育抗稻瘟病粳稻新品系

以华130B为稻瘟病抗性基因的供体、圣稻15为受体,通过回交转育结合分子标记辅助选择,选育出综合性状优良的Pi1单基因株系4个、Pi2单基因株系3个、Pi1和Pi2双基因聚合系3个。稻瘟病田间抗性自然鉴定结果表明,单基因系抗级为3级,表现为中抗;双基因聚合系抗级为1级,表现为高抗;而对照圣稻15抗级为7级,表现为高感。说明通过分子标记辅助选择转育Pi1和Pi2基因能显著提高水稻稻瘟病抗性,同时表明双基因聚合系抗性明显好于单基因系。     

分子标记辅助选择培育抗褐飞虱基因Bph3导入系

褐飞虱是水稻的主要害虫之一,对水稻稳定生产构成了严重威胁。防治褐飞虱灾害的有效措施为培育抗性品种。将Bph3抗源Ptb33与不同的主栽品种杂交、回交、分子标记辅助选择,结合抗性鉴定,培育出一批对褐飞虱表现为稳定抗性且农艺性状良好的导入系,以期今后被利用于培育抗性品种。