水稻抗白叶枯病微效QTL的定位分析

以不携有抗白叶枯病主效基因的中感籼粳双亲(窄叶青8号和京系17）及其花培DH群体为材料,接种白叶枯病菌浙9612后,考察了该DH群体的白叶枯病抗性,并进行了数量性状座位（QTL）分析。共检测到控制白叶枯病的4个QTL,分别位于第3、4、5和6染色体上,其中第3和第4染色体上的qBBR-3和qBBR-4,其加性效应为正值;而位于第5和第6染色体上的为负值,4个QTL的总效应是38.6%。方差分析和差异显著性比较表明,具有4个QTL抗性等位基因水稻株系的白叶枯病抗性与不含QTL抗性等位基因的株系相比,差异达极显著水平（P<0.01)。说明通过微效基因的聚合可以获得对白叶枯病的一定抗性。     

籼粳遗传背景对水稻淀粉特性的影响

稻米中淀粉的种类、含量及分子结构与品质性状相关性密切。本研究以粳稻品种沈农265与籼稻品种沪恢99杂交后的F10代重组自交系群体为试材,探究籼粳遗传背景对淀粉特性的影响,定位调控淀粉特性的QTL,探究淀粉合成酶基因型的差异,同时分析了淀粉特性、Fi与稻米其他品质性状的关系。结果发现AAC、Fb3含量偏粳型>中间型>偏籼型,Fa偏籼型>偏粳型、中间型,RS含量偏粳型、中间型>偏籼型。定位实验鉴定出3个AAC的QTL,分布在第1、4、7染色体上,贡献率为11.58%~15.55%;3个Fa的QTL,位于第4、6、7染色体上,贡献率为5.92%~8.18%;6个Fb3的QTL,位于第1、3、4、5、6染色体上,贡献率为0.96%~22.23%;3个控制抗性淀粉的QTL,贡献率为6.39%~12.68%。三个重要淀粉合成酶基因型SBE3、SSⅢa、UGP1,其中SBE3、UGP1基因型淀粉特性类型间未达到显著水平,SSIIIa基因型中间型AAC含量显著高于偏籼型和偏粳型株系,Fa含量显著低于偏籼型和偏粳型株系,Fb3含量中间型>偏籼型>偏粳型。     

中国粳稻春江06抗白背飞虱的系谱分析

对中国粳稻春江06的抗白背飞虱特性进行系谱分析表明,春江06对白背飞虱的拒取食和杀卵抗性均来源于秀水620.秀水620的亲本中,只有秀水04具有较强的拒取食抗性,但没有杀卵抗性.在祥湖24中检测到明显的杀卵反应.亲本秀水04、单209和辐农709具有拒取食抗性,但测21没有.单209和辐农709的共同亲本农虎6号也具有拒取食抗性.然而,农虎6号、农垦58(日本粳稻)和老虎稻(中国粳稻地方品种)不具有拒取食抗性,在田间表现出感虫性.农虎6号、单209、辐农709和秀水04表现出稳定的田间抗性.春江06育种中的两个籼稻品种IR26和IR28高感白背飞虱,既无拒取食抗性,也无杀卵作用.     

中国水稻品种对白背飞虱的抗性

评价了来自中国的13个粳稻品种、11个籼稻品种、13个杂交稻组合,以及11个热带粳稻品种的杀卵作用和拒食抗性.具有杀卵作用的品种仅见于粳稻品种.测试的13个粳稻品种中,4个表现出明显的杀卵作用.重新评价了来自中国不同省份的42份粳稻和43份籼稻对白背飞虱的抗性.10个粳稻(约占24%)具有杀卵抗性,卵死亡率为53%～100%;95%以上的籼稻品种中,白背飞虱的卵死亡率低于30%;来自浙江的4个粳稻品种明显地抑制白背飞虱的取食.浙江的21个粳稻地方品种对白背飞虱拒取食和杀卵作用表现出独立性和连续变化.三千黄、长红稻和矮秆稻具有杀卵抗性,鸡脚黄和麻雀青具有拒取食抗性.这些发现表明抗白背飞虱基因在中国存在于同一生态区的粳稻地方品种中.     

应用DNA标记分析稻飞虱的抗性基因

简要地回顾了水稻抗飞虱的遗传位点定位和作图的新进展.来自具有不同基因组的野生稻渗入系的4个抗褐飞虱基因Bph 1、 bph 2、 bph 4和Bph 9,以及4个暂定名抗褐飞虱基因Bph 10(t)、bph 11(t)、bph 12(t)和Bph 13(t),目前已被定位于水稻12条染色体中的5条.其中,Bph 1、 bph 2、 Bph 9和Bph 10(t)在水稻第12染色体的长臂上形成1个连锁区段,位于bph 2位点附近约25 cM.检测出几个对田间抗性和杀卵作用有影响的QTL.抗白背飞虱基因Wbph 1、 Wbph 2和Wbph 6(t)已经或暂时定位了.粳稻中对白背飞虱具有杀卵抗性的QTL已进行了详细的分析,在第6染色体的短臂上检测到有效的QTL,在同一位点鉴定出1个显性的杀卵基因Ovc.在杀卵基因Ovc存在时,第1染色体上的1个QTL和第5染色体上的2个QTL增加白背飞虱的卵死亡率.用DNA标记进行QTL作图可以加深人们对作物抗虫性中复杂的生理和遗传机理的理解.标记辅助选择可以加速培育具多基因抗虫性的作物,还可以将野生种中的有利抗虫特性转入改良品种中,增加作物抗虫性的持久性和遗传多样性.     

水稻籼粳交DH群体白叶枯病抗性的QTL定位

以中抗白叶枯病的粳稻品种春江06、感病品种TN1及其DH群体为材料,接种白叶枯病菌浙173后,考察了该DH群体的白叶枯病抗性,并进行了数量性状座位(QTL)分析。共检测到控制白叶枯病的3个QTL（qBBR1、qBBR3 1和qBBR7）,分别位于第1、3和第7染色体上,其中第3染色体上的qBBR3 1和第7染色体上的qBBR7加性效应为正值;而位于第1染色体上的qBBR1为负值,3个QTL的总效应达54.4%。春江06中不存在白叶枯病抗性主基因,它的抗性由微效多基因控制,其中在第3和第7染色体上分别有1个QTL。     

中国粳稻春江06抗白背飞虱的遗传

分析了高抗白背飞虱、对白背飞虱的抗性表现为拒取食性和杀卵作用的中国粳稻春江06和感虫籼稻品种TN1正反交获得的F1和F2代拒取食性和杀卵作用的遗传方式.所有的F1稻株都具有拒取食和杀卵作用.两种抗性在F2代中以3∶1的抗感比例独立分离. 具有拒取食和杀卵抗性的不同组合的4种表现型以9∶3∶3∶1分离.表型分离说明春江06中的拒取食性和杀卵抗性分别受一个显性基因控制.采用常规的杂交方法可以容易地将春江06中的拒取食抗性导入日本粳稻品种日本晴、北陆-153和越光中.     

水稻抗恶苗病微效QTL的定位

对粳稻品种春江06和籼稻品种TN1以及由它们构建的加倍单倍体（DH）群体,采用芽期接菌方法接种恶苗病菌,进行抗恶苗病微效QTL的定位分析。共检测到2个QTL:qB1和qB10,分别位于第1和第10染色体上,2个QTL的抗性基因都来自春江06,贡献率相近。     

中国粳稻品种春江06的抗白背飞虱机理

与感虫杂交稻汕优63相比较,研究了具有抗性的中国粳稻春江06对白背飞虱的抗性.结果表明,春江06高抗白背飞虱.迁入的白背飞虱拒绝在春江06上着陆,也不能在其上繁殖种群;而白背飞虱更趋向于在汕优63上定居,并繁殖良好.在自由选择的试验条件下,选择春江06的白背飞虱数量显著地低于选择汕优63的.白背飞虱在春江06上平均每天每只雌成虫分泌的蜜露量仅为4.8 mg,而在汕优63上为17.4 mg,表明春江06明显抑制白背飞虱的取食活动.如果让刚羽化的白背飞虱在春江06上连续取食和产卵的话,其产卵能力和卵孵化能力明显降低.白背飞虱在春江06和汕优63上的平均产卵量分别为每只雌成虫42.4个和133.6个,孵化率分别为20.1%和64.5%;在春江06上孵化出的若虫数量只有在汕优63上的10%左右.白背飞虱卵在春江06的水渍状产卵部位有很高的死亡率.在卵孵化之前,水渍状褐变部位迅速形成坏死症状.卵死亡出现在产卵后的1～2 d内.这样的水渍状褐变则极少发生在卵孵化正常的汕优63上.根据以上的发现,可总结出在春江06对白背飞虱的抗性中,抑制取食和杀卵作用是关键的因素.这些作用分别与对迁入白背飞虱的忌避性机理、与居留型白背飞虱产卵能力和卵孵化能力下降的抗生性机理相关.这种品种抗虫性的双抗机理使得粳稻品种春江06具有了稳定和持久的田间抗虫性.     

水稻耐热性的QTL定位及耐热性与光合速率的相关性

应用典型的籼粳交组合IR64×Azucena花药培养的DH群体及其已构建的分子连锁图谱,在田间及温室高温条件下对该DH群体的结实性状进行考查,采用QTLmapper 1.0软件检测控制结实率的加性和上位性效应的QTL。在第1、3、4、8和11等5条染色体上,共检测到6个具有加性效应的QTL,其中位于第1、3染色体的2个加性效应QTL来自父本Azucena的等位基因,它们是耐热的QTL,能分别提高结实率9.50和6.46个百分点,其贡献率分别为19.15%和2.86%;位于其余3条染色体的4个加性效应的QTL来自母本IR64的等位基因,它能提高结实率4.33~10.37个百分点,在第1、2、3、4、5、7、8、11等8条染色体之间还检测到8对加性×加性上位性效应,其贡献率为2.27%~8.13%。同时还对水稻分蘖盛期和抽穗期进行了光合速率的测定,发现抽穗期剑叶光合速率与耐热性呈显著的正相关。     

Phenotypic Expression of Whitebacked Planthopper Resistance in the Newly Established japonica / indica Doubled Haploid Rice Population

A new doubled haploid (DH) rice population was established from a cross between WBPH-resistant japonica Chunjiang 06 (C J-06) and susceptible indica TN1. Sucking inhibitory and ovicidal resistance of the DH rice lines were evaluated on the basis of non-preference response of WBPH immigrants and honeydew excretion by WBPH females, and appearance of watery lesions in the necrotic discoloration of leaf sheaths ovipositied by WBPH,respectively. Both the major gene resistance to WBPH, sucking inhibitory and ovicidal resistance, showed 1 (resistant): 1 (susceptible) segregation ratio in the DH population. Relative density of WBPH populations and damage scores in the DH population indicated combined functions of both the major resistance genes as well as QTLs affecting the host plant response to WBPH infestations. Thus, the newly developed CJ-06/TN1 DH population could be a useful material to analyze major genes and QTLs for WBPH resistance in japonica rice.     

Phenotypic Expression of Whitebacked Planthopper Resistance in the Newly Established japonica ／ indica Doubled Haploid Rice Population

A new doubled haploid (DH) rice population was established from a cross between WBPH-resistant japonica Chunjiang 06 (C J-06) and susceptible indica TN1. Sucking inhibitory and ovicidal resistance of the DH rice lines were evaluated on the basis of non-preference response of WBPH immigrants and honeydew excretion by WBPH females, and appearance of watery lesions in the necrotic discoloration of leaf sheaths ovipositied by WBPH,respectively. Both the major gene resistance to WBPH, sucking inhibitory and ovicidal resistance, showed 1 (resistant): 1 (susceptible) segregation ratio in the DH population. Relative density of WBPH populations and damage scores in the DH population indicated combined functions of both the major resistance genes as well as QTLs affecting the host plant response to WBPH infestations. Thus, the newly developed CJ-06/-I-N1 DH population could be a useful material to analyze major genes and QTLs for WBPH resistance in japonica rice.     

Differential Expression of Whitebacked Planthopper Resistance in the japonica/indica Doubled Haploid Rice Population under Field Evaluation and Seedbox Screening Test

Whitebacked planthopper (WBPH) -resistance in a japonica / indica doubled haploid (DH) rice population established from a cross between WBPH-resistant japonica Chun]iang 06 and susceptible indica TN1, was comparatively evaluated through a field experiment based on the WBPH immigrant density and standardized seedbox screening test (SSST). All the susceptible DH lines in the field experiment behaved accordingly in SSST. However, 35 of resistant 66 lines (53%) in the field, were categorized to susceptible groups in SSST. Likewise, there were no significant differences in WBPH immigrant densities among 70 DH lines that were highly resistant to susceptible in SSST. The results revealed that SSST could not evaluate properly WBPH resistance in the DH lines. Four QTLs for WBPH-resistance phenotyped by the immigrant density were detected on chromosomes 2, 3, 4, and 11. Of them, the QTL on chromosome 4 was the most effective (LOD 21.8, variance 78%). Five QTLs associated with seedling mortality were mapped on chromosomes 2, 3, 4, 5 and 6. In addition to the QTL (LOD 10.5, variance 68%) on chromosome 4, there was another major QTL (LOD 12.7, variance 71%) located on chromosome 5, which was SSST-specific but might be irrespective of the WBPH resistance traits.     

Resistance Performance to Whitebacked Planthopper in Different Phenotypes of Japonica/Indica Doubled Haploid Rice Lines

Field performance of whitebacked planthopper （WBPH）-resistance of four phenotypes was evaluated in Chunjiang 06 （C J-06） / TN1 DH rice lines, which were expressed by different combinations of sucking inhibitory and ovicidal traits inherited independently from C J-06. WBPH established the highest populations in susceptible DH lines that had neither sucking inhibitorynor ovicidal resistance. Both immigration and subsequent population levels were kept below the damage-causing density in the sucking inhibitory DH lines even under a WBPH outbreak. WBPH could not build up populations in the DH lines having both the sucking inhibitory and ovicidal resistance. Although WBPH immigrated preferentially to non-sucking inhibitory DH lines with ovicidal resistance, subsequent population buildup was significantly suppressed. It was concluded that the differential performance to WBPH-resistance in CJ-06 / TN1 DH lines was primarily due to the sucking inhibitory trait, and complementarity to the ovicidal trait.     

水稻抗倒力及相关抗倒伏性状的QTL分析

以典型的籼粳交（窄叶青8号/京系17）的F1花培加倍单倍体为材料,考查了抗倒力、株围、株高、有效穗数、重心高和地上部生物量等抗倒伏相关性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除地上部生物量外,其他5个性状均检测到了相关的QTL,其中与抗倒力、株围、有效穗数相关的QTL各1个,分别位于第8、8和12染色体上,贡献率分别为18.4%、12.6%和10.6%。与株高相关的QTL 2个,位于第4和第8染色体上,贡献率分别为12.7%和12.5%。与重心高相关的QTL 3个,位于第4、8和10染色体上,贡献率分别为12.5%、14.6%和10.0%。相关分析表明,抗倒力与株围、株高、重心高和地上部生物量均呈极显著正相关。     

水稻耐光氧化特性的QTL定位

利用由127个株系组成的来源于籼稻品种窄叶青8号和粳稻品种京系17的加倍单倍体群体,以耐性指数和敏感性指数为指标,采用QTL Mapper 1.6统计软件进行水稻耐光氧化反应特性的QTL定位和上位性分析,共检测到控制耐性指数的1个加性效应QTL,位于第3染色体上;控制敏感性指数的加性效应QTL 5个,分别位于第1、1、6、8和9染色体上。还检测到3对影响耐性指数的加性×加性上位性互作效应QTL和5对敏感性指数的上位性QTL。还对41个水稻材料进行了光氧化实验筛选。