水稻抗白叶枯病的新基因

1978年,在田间研究了水稻(OryzaSativa L.)58个抗白叶枯病Xanthomonas campestris pv Oryzae(Ishi yama1972Dye)品种的遗传方式和基因的等位关系。由抗病品种和感病品种“TNI”杂交组合F_1和F_2群体的分析揭示了48个品种的抗性变由单一显性基因控制,其余的10个品种的抗性变单一隐性基因操纵。等位基因测验表明这48个品种具有Xa4抗性基因,8个品种的隐性抗性基因与Xa5等位。然而,“Khao Lay Nhay”和“Sateny”品种的隐性抗性基因彼此是等位的,与Xa3、Xa4、Xa5、Xa7和Xa8不等位且可独立分离。这个新的隐性基因同Xa6连锁,其同型染色体局部交换值为5.9％。因而,品种“Khao Lay Nhay”和“Sateng”有新的抗性基因,这种基因定名为Xag。水稻白叶枯病(Xanthomonasc ampestris pv.oryzae)是亚洲分布最广的一种水稻病害。早在1930年代,日本就开始系统研究寄主植物对白叶枯病的抗性并鉴定出许多抗日本菌系的品种(Mizukami1966,Ezuka和Horino1974)。研究了对日本菌系的抗性遗传并鉴定出三个抗性位点(Nishimura和Sakaguchi 1959,Sakaguchi 1967和Ezuka等1975)。把这三个位点叫做Xa1、Xa2、Xa3。在热带地区,早在1960年代,国际水稻研究所(IRRI)开始系统研究水稻白叶枯病并鉴定了3000多个抗病品种。近10年间,在进行遗传研究的基础上,鉴定出抗菲律宾菌系的另外5个抗性基因(Xa4、Xa5、Xa6、Xa7和Xa8)(Petpisit等1977;Olufowote等1977;Sidhu和Khushl978;Siolhu等1978)。其中,Xa4和Xa5分布最广。这两个基因彼此独立分离。Xa6与Xa4连锁(Sidhu和Khush 1978)。在IRRI和其它地方Xa4、Xa5和Xa6被广泛地用于育种计划,为了鉴定另外的抗性基因,进行了本研究。     

日本与IRRI合作选育出一批水稻抗白叶枯病近等位基因系

日本农林水产省和IRRI从1982年开始进行水稻白叶枯病抗性的共同研究,利用日本和菲律宾的判别品种与两产地的白叶枯病菌株进行分析,1987年选育出一组具有单个抗性基因的近等位基因系,确立了白叶枯病菌株的国际判别品种。 选育时以日本品种“丰锦”、IRRI品种“IR24”和韩国品种“密阳23”为轮回亲本;抗性亲本选用了日本和IRRI的判别品种和具有两判别品种所没有的基因品种,即具有白叶枯病抗性基因Xa-1—Xa-12的品种。 选育近等位基因系的杂交配组全在IRRI进行。为了导入抗性基因,从第二次回突起,每株系回文7个单株,相同组合的杂交种子…     

水稻白叶枯病抗性基因鉴定进展及其利用

 1982~1987年，日本热带农业研究中心（TARC）和国际水稻研究所（IRRI）合作采取统一研究方案，创建了国际水稻白叶枯病抗性鉴别系统。统一了命名，删去了重复（包括与Xa3相同的Xa4b、Xa6和xa9）。截至2005年6月，经国际注册确认和期刊报道的水稻白叶枯病抗性基因共30个，其中 Xa22(t)、Xa26(t)、xa26(t)、Xa27(t)、xa28(t)、Xa29(t)和3个Xa25(t)为暂定名基因，有待订正。在30个基因中，21个为显性基因（Xa），9个为隐性基因（xa）；13个表现全生育期抗性，15个为成株期抗性，Xa21和Xa25(t) (O. minuta)两个基因在分蘖后期表达抗性。已被定位的抗性基因有17个，即第11染色体上有7个，Xa3、Xa4、Xa10、Xa21、Xa22(t)、Xa23和Xa26；第4染色体上有4个，Xa1、Xa2、Xa12和Xa14;第5染色体上有2个，xa5和xa13；第6染色体上有Xa7和Xa27；第12染色上有Xa25(t)；第1染色体上有Xa29（t）。包括Xa1、xa5、Xa21、Xa26五个基因已被克隆。并讨论了合理利用抗性基因等问题。     

携有抗白叶枯病新基因Xa23水稻近等基因系的构建及应用

 1993～1998年,构建了携有抗稻白叶枯病新基因Xa23的近等基因系,命名为CBB23。以全生育期高度感病并具有改良株型的籼稻品种JG30为轮回亲本，与携有Xa23的抗性供体H-4杂交，JG30/H-4的F1通过回交、自交直至B5F4，各世代均用与目标基因Xa23相对应的专化小种菌系P6人工接种鉴定，同步进行株型和农艺性状选择，直至抗性稳定和农艺性状类似其轮回亲本。比较了CBB23 (携Xa23) 和IRBB21 (携Xa21) 对20个菌系包括10个菲律宾小种、3个日本小种和7个中国病原型代表菌系的抗谱，Xa23抗所有20 个菌系； Xa21 抗19个菌系，对菲律宾10号小种则高度感病。用近等基因系CBB23构建了JG30/CBB23组合的F2分离群体，通过SSR标记筛选，初步将Xa23定位于水稻第11染色体。进一步筛选出3个与Xa23更紧密连锁的AFLP标记。其中的APKj23与Xa23之间的图距约为1.0 cM。并报道了在抗病育种中已有效的应用了携有Xa23的近等基因系 CBB23。     

疣粒野生稻抗白叶枯病新基因的初步鉴定

以10个菲律宾白叶枯病菌小种和1个中国白叶枯病菌小种为供试菌系,以高感白叶枯病水稻品种IR24及携有不同抗白叶枯病基因的近等基因系IRBB1等16个材料作为参照,对粳稻品种8411/疣粒野生稻体细胞杂交获得的两个抗白叶枯病新种质SH5和SH76进行了白叶枯病抗谱鉴定。结果表明SH5和SH76在苗期的抗谱较广,并且与已知抗病基因的抗谱不同,但与IRBB5(xa5)和IRBB7(Xa7)相似。分别用xa5和Xa7的分子标记2F_1R和M5进行检测,确定SH5和SH76中不含有xa5和Xa7基因。初步推测SH5、SH76可能含有一个新的抗病基因或者一个连锁的基因簇群。     

日本水稻白叶枯病菌Xanthomonas campestris Pv. oryzae Ⅰ和Ⅲ群病原的专化性

在日本,把白叶枯病菌Xanthomonascampestris pv·oryzae菌系按其对各种水稻品种致病性本划分为5群,同时,将各种水稻品种也按其对各菌系的抗性分为5类,Horino和Hartin应用日本制定的日本鉴别系统鉴别了白叶枯病菌Xanthomonascampestris pv·oryzae印尼的分离菌株,发现了一个新的菌群,并将其定为VI群。从1978-1980年在Chugoku国家农业实验站进行这方面的研究,详细探索了水稻白叶枯病宿主与寄生菌的关系。本文作者报道一     

抗白叶枯病水稻不育系先抗A和天抗A的选育

分别以保持先B和天B为受体和轮回亲本,以携带抗白叶枯病基因Xa23的育种材料P59为供体,通过杂交、回交和分子标记辅助选择,结合农艺性状表现和田间接种抗性鉴定,育成2个含有Xa23基因且抗白叶枯病的保持系先抗B和天抗B,再分别与先A与天A测交、成对回交,育成抗白叶枯病水稻不育系先抗A和天抗A,于2013年9月通过广西科技厅田间技术鉴定。这2个不育系具有败育彻底、农艺性状优良、异交结实率高和抗白叶枯病等特点,配制的杂交稻组合表现出明显的白叶枯病抗性和产量优势,具有较好的应用前景。     

高抗白叶枯病渗入基因系的鉴定初报

对从IRRI 引进的4 个野生稻抗性供体(O. minuta, O. officinalis, O. australiensis, O. brachyantha) 的65 个渗入基因系及它们的2 个轮回亲本( IR319172452322 和IR56) , 1997 年以中国的7个白叶枯病原型的代表菌系接种, 鉴定、评价其抗性反应,获得平均病斑长度低于抗性对照品种IR26 的12 个渗入基因系。     

103个杂交稻亲本白叶枯病和稻瘟病抗性基因型检测

白叶枯病和稻瘟病是我国水稻生产的主要病害,选育抗病品种是一种经济有效的防治手段。明确抗性基因在水稻品种资源中的分布,将有助于应用分子标记辅助选择培育抗性品种。本研究针对13个重要抗病基因,包括8个白叶枯病抗性基因(Xa1、Xa4、xa5、Xa7、xa13、Xa21、Xa23和Xa26)和5个稻瘟病抗性基因(Pib、Pi2、Pi9、Pi25和Pita),应用这些基因的基因标记或连锁标记共29个,检测103份杂交稻亲本,初步确定了其等位基因分布和利用情况,为水稻基础材料的筛选及应用提供参考。     

利用白叶枯病抗性基因Xa23改良水稻恢复系抗性

以含有白叶枯病抗性基因Xa23的恢复系R659为抗性供体,福建省农业科学院水稻研究所育成的大穗型恢复系福恢2328为受体,进行白叶枯病抗性基因的导入,以期培育抗白叶枯病恢复系新种质,采用分子标记辅助选择技术,育成了2份含有Xa23基因的纯合改良株系EMR402、EMR403,经人工接菌鉴定,结果表明均对白叶枯病表现为抗。     

水稻抗白叶枯病遗传育种概述

白叶枯病是水稻重要的病害之一,世界各国都很重视抗白叶枯病育种,在病原菌的致病性,品种的抗性遗传等方面的研究,均取得了很大成效。一、病原菌菌系的研究同一品种在不同地区表现不同的敏感性,反映了不同地域间可能存在着白叶枯病菌系的差异。1957年,日本一个新育成的抗病品种“朝风”意外地受到白叶枯病严重侵染,引起了人们对病菌致病力分化的注意,并开始研究菌系致病类型。目前对病原菌菌系的划分有不同观点,例如,徐羡明等(1979～1980)将广东省的菌株划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等5个菌系群,其中以Ⅳ和Ⅴ群为     

分子标记辅助选择改良Ⅱ-32B白叶枯病抗性

水稻白叶枯病是危害水稻生产的重要病害之一。以含抗水稻白叶枯病Xa23基因的IRBBL23为抗性供体,以感病Ⅱ-32B为轮回亲本,采用与Xa23基因紧密连锁标记CP02662检测后代单株。结果表明：通过田间抗性鉴定和分子标记辅助选择相结合的方法,最终获得6个导入Xa23基因白叶枯病抗性单株,病斑长度为0.34~1.34 cm。利用均匀分布水稻染色体上的178对SSR引物,对入选单株的背景恢复率进行分析。结果表明,6个入选单株的背景恢复率为96％~100％,基本恢复为轮回亲本的遗传背景。     

中国杂交水稻白叶枯病抗性的遗传改良

 20世纪80年代,中国杂交水稻抗白叶枯病育种进展迅速。在大面积种植的籼型三系和两系杂交稻中主要应用白叶枯病抗性基因Xa4,白叶枯病在生产中几乎“销声匿迹”了20年。但近年来,此病害却在长江流域一些种植新组合的稻田里又爆发了。什么原因引起它再度流行？品种的抗性是否还有效？抗病育种是否还是水稻改良的主要目标之一？通过哪些途径才能更有效地利用抗病基因培育出更为持久的抗性品种？为回答这些问题,就我国杂交水稻对白叶枯病抗性的改良,寄主与病菌群体的互动演变效应进行了分析,讨论了拓宽抗性遗传基础、白叶枯病菌毒性群体结构、基因轮换、合理利用基因等问题。 在采用了包括传统方法、分子标记辅助选择和转基因技术的综合策略后,杂交水稻抗白叶枯病育种研究将出现新的局面。     

水稻无选择标记Xa21转基因系CX8621的获得与遗传分析

无选择标记和转基因稳定遗传是转基因作物安全应用的基本要求。按照我国转基因作物安全评价指南,利用双右边界T-DNA载体系统将广谱抗白叶枯病基因Xa21转入水稻恢复系明恢86。通过抗性鉴定、PCR分析和Southern杂交,跟踪了外源Xa21基因在转基因后代植株的遗传,并在T3代获得了无选择标记和载体骨架序列的单拷贝抗病纯合系CX8621。多年的观察和鉴定表明转基因恢复系CX8621具有稳定的白叶枯病抗性。目前CX8621已经稳定遗传至T16,并已通过小规模的田间试验(环境释放)和大规模的田间试验(生产性试验)的安全评价。     

CecropinB与Xa21基因共表达提高转基因水稻白叶枯病抗性

为了探明CecropinB与Xa21这两种不同抗病途径的基因单独或共表达后的田间抗白叶枯病表现,利用农杆菌转化技术,获得了这两个基因的单独和共表达后的植株。利用PCR等分子鉴定技术,证明这两个基因已经整合到水稻基因组中。抗病性检测结果表明,Xa21和CecropinB均能提高水稻对白叶枯病的抗性,且Xa21的抗病性较CecropinB明显。Xa21和CecropinB基因共表达后的植株的抗病性比单基因的更强,说明将不同抗性机制的基因共表达,可以在育种上利用以提高水稻的白叶枯病抗性。     

水稻抗稻瘟病和抗白叶枯病基因聚合品系抗性分析

以Moroberekan和Tetep为稻瘟病抗性基因供体,镇恢084和IRBB21为白叶枯病抗性基因供体进行杂交和复交,通过系谱法育种、分子标记辅助选择和抗病性鉴定等方法,选育出5个农艺性状良好且抗稻瘟病和白叶枯病的水稻新品系08F039-7-2、08F039-11-2、08F014-2-1、08F017-15-1和A6-20-2。对这些品系的稻瘟病和白叶枯病抗性进行鉴定。结果表明:聚合Xa4、Xa7和Pi157的08F039-7-2和08F039-11-2高抗白叶枯病,08F039-7-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗,08F039-11-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为中抗和抗。聚合Xa21和Pi-ta的08F014-2-1和08F017-15-1中抗白叶枯病,08F014-2-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为高抗和抗,08F017-15-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗;聚合Xa7、Xa21、Pi157和Pi-ta的A6-20-2高抗白叶枯病,叶瘟和穗颈瘟抗性均为中抗。     

水稻品种Cas209抗白叶枯病遗传

研究了水稻品种Cas209对菲律宾稻白叶枯病菌群Ⅱ代表菌系Pvo86的抗性遗传方式。对Cas209与感病品种杂交的F_1、F_2、和回交群体的分析,揭示了Cas209抗性由单一的显性基因所控制。连锁关系试验表明,这一新鉴定的显性基因与Xa-4连锁,重组值为27.4％,但与xa-5是独立的。这个新的抗白叶枯病基因定为Xa-10。     

利用分子标记辅助选择改良温恢117白叶枯病抗性

以恢复系温恢117为受体,以IRBB21为抗白叶枯病基因Xa21的供体,通过杂交、多次回交和自交,结合分子标记辅助选择技术,将Xa21基因导入温恢117中,结合抗性基因Xa21的分子检测和农艺性状表现,筛选出带有Xa21基因的15个恢复系株系.采用白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6进行接种鉴定,各株系的白叶枯病抗性均强于受体亲本温恢117,其中株系M033抗性与IRBB21相当,而农艺性状与温恢117相近.     

通过分子标记辅助选择技术选育携有水稻白叶枯病抗性基因Xa23的水稻株系

 通过杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料18113携有的水稻白叶枯病抗病基因Xa23导入亚种间恢复系H705和优质恢复系H706。利用EST标记C189检测目的基因,在18113/H705 F3和18113/H706 F3株系中,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%。研究结果表明,C189是检测Xa23基因的有效分子标记之一,不过,其假阳性的几率高于理论交换率的现象还有待于进一步研究。     

抗病籼型水稻光温敏核不育系N632S的选育与应用

N632S系安徽省农业科学院水稻研究所以广占63S为轮回亲本,与抗白叶枯病和稻瘟病株系6G241杂交、回交和自交,将抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因Pi9(t)导入广占63S后育成的籼型水稻光温敏不育系。该不育系株型松紧适中,剑叶内卷,叶色深,不育起点温度低,开花习性较好,异交结实率较高,抗白叶枯病和稻瘟病,2011年8月通过安徽省农作物品种审定委员会鉴定。以N632S与科恢752选系配组育成的高产抗病两系杂交籼稻新组合两优6375于2017年通过安徽省品种审定。