黄淮海稻区水稻品种的穗颈瘟抗性

【目的】为明确黄淮海稻区育成水稻品种的稻瘟病抗性及其基因型,【方法】收集了来自本稻区5个不同地区的水稻品种,连续两年通过稻瘟病菌接种鉴定和田间病圃自然诱发对供试品种进行了稻瘟病抗性鉴定,并利用4个抗病基因Pita, Pib, Pi54和Pikm的分子标记,对水稻品种基因型进行了统计分析,并以抗性等级为表型值对品种资源进行聚类分析。【结果】黄淮海稻区水稻品种发病率较高,分别达85.2%和65.9%。Pi54和Pib检出率分别达84%、65%。同时抗性聚类分析表明Pi54和Pib在本稻区的抗性贡献率却很低。【结论】黄淮海稻区水稻品种稻瘟病抗性弱,携带的抗瘟基因的抗性在不断减弱或丧失,需加强稻瘟病主效抗性的发掘、开发与利用。     

黄淮海稻区水稻品种的穗颈瘟抗性

【目的】为明确黄淮海稻区育成水稻品种的稻瘟病抗性及其基因型，【方法】收集了来自本稻区5个不同地区的水稻品种，连续两年通过稻瘟病菌接种鉴定和田间病圃自然诱发对供试品种进行了稻瘟病抗性鉴定，并利用4个抗病基因Pita, Pib, Pi54和Pikm的分子标记，对水稻品种基因型进行了统计分析，并以抗性等级为表型值对品种资源进行聚类分析。【结果】黄淮海稻区水稻品种发病率较高，分别达85.2%和65.9%。Pi54和Pib检出率分别达84%、65%。同时抗性聚类分析表明Pi54和Pib在本稻区的抗性贡献率却很低。【结论】黄淮海稻区水稻品种稻瘟病抗性弱，携带的抗瘟基因的抗性在不断减弱或丧失，需加强稻瘟病主效抗性的发掘、开发与利用。     

籼型水稻中稻瘟病抗性基因分布及抗性研究

稻瘟病严重威胁着水稻的安全生产。目前,培育抗性品种是控制稻瘟病危害最经济有效的途径之一。本研究利用11个主效稻瘟病抗性(R)基因(Pi2、Piz-t、Pi9、Pi54、Pik-m、Pid3、Pib、Pit、Pi5、Ptr和Pita)的分子标记对48个常规稻、15个不育系和129个杂交稻进行了检测。结果表明,在常规稻中,Ptr和Pi5的分布频率均为35.42%,Pib、Pi2、Piz-t、Pit的分布频率介于20.0%~30.0%之间,其余均在15%以下;在不育系中,Pita的分布频率为40.0%,其余均在20%以下;杂交稻中,Pita、Pib、Pi54、Ptr和Pi5的分布频率在40.31%~55.04%之间,其余均在20%以下;Pita在各个品系中均广泛存在,频率介于35.42%~51.16%。田间抗性评价表明,R基因较多的品种具有较高的抗性。综上所述,在参试的水稻材料中,不育系中存在抗性基因较少,所有类型材料中广谱抗性基因分布较少,抗性基因聚合可以有效提高稻瘟病田间抗性。     

稻瘟病抗性基因对安徽省稻瘟病菌种群抗性的影响

为分析抗稻瘟病基因对安徽省稻瘟病菌株的抗性水平的影响,采用10个水稻抗稻瘟病单基因品系对安徽不同地区的稻瘟病菌株进行致病力测定,同时对201份水稻品种的抗稻瘟病基因Pi9进行扩增,结合田间抗性表现,分析抗性基因Pi9的利用价值。抗性基因Pi9、Pik、Pizt等对安徽地区的稻瘟病菌株具有较好的抗性,抗性频率分别为66%、60%和54%,其中携带Pi9抗性基因的水稻品种的田间抗性表现也较好,说明Pi9可直接作为分子标记辅助安徽地区水稻品种选育抗原基因。     

福建省稻瘟病菌田间种群无毒基因的变异检测

稻瘟病严重威胁福建省水稻生产。稻瘟病菌田间种群无毒基因的变异监测是实现优质抗稻瘟病水稻品种合理布局和轮换、有效预防因抗性丧失导致的稻瘟病爆发成灾的重要措施。本研究以福建省3个水稻主产区采集并分离的113个稻瘟病菌单孢菌株为材料，检测其无毒基因的变异情况。首先，利用24个已知抗性的水稻单基因系对它们进行致病性测定，分析致病频率、毒力频率、无毒基因的存在频率和无毒基因的组合频率。结果显示，福建省建阳、宁化和上杭3个水稻主产区的稻瘟病田间菌株对24个水稻单基因系的致病频率分别为12.50%～95.83%、29.17%～100%和4.55%～86.36%。3个水稻主产区菌株均对Piks、Pib、Pi3和Pi12表现为强毒性，而建阳和宁化菌株还对其他12个抗性基因表现为强毒力（毒力频率≥70%），包括Pia、Pii、Piz、Pita、Pit、Pish、Pi5、Pi7、Pi19、Pi20、Pita2和Pi11。其次，本研究还设计了8个无毒基因Avr-Pita、Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Piz-t、Avr-Pii、Avr-Pi9、Avr-Pi54和Avr-Co39的特异性引物，对单孢菌...     

八个抗稻瘟病基因在华南籼型杂交水稻中的分布

【目的】已克隆的稻瘟病抗性基因Pi1、Pik-p、Pik-h、Pi2、Pi9、Piz-t、Pita、Pii对不同稻区的稻瘟病菌表现较广谱的抗性,被广泛应用于水稻抗瘟性育种。为了明确上述抗性基因在华南稻区杂交稻组合中的分布及其组合的抗病有效性,【方法】利用上述8个抗病基因的功能标记,对华南328个杂交稻组合进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pita和Pii分布频率最高,在测试组合中检出率分别为84.76%与67.68%;其次是Pi2与Pik-p,分别为22.87%与13.72%;检出频率较低的是Pi1、Piz-t和Pik-h,分别为5.18%、3.35%与2.13%,检测的品种都不携带抗性基因Pi9。在单个杂交稻组合中,检出的抗瘟基因数量最多是4个。抗病性评价结果表明,杂交稻组合中检出的抗病基因数量越多,其表现为抗病品种的频率就越高;含4个抗病基因的杂交稻组合中,抗病品种所占比率达91.67%。含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,其中Pi2与Pi1对华南稻区稻瘟病的抗病性贡献最大,其他抗病基因的贡献大小依次是Pik-h、Pik-p、Pita、Pii与Piz-t。【结论】本研究为华南稻区杂交稻抗病品种基因型的合理布局以及抗瘟基因的应用提供了科学依据。     

稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2的聚合及其育种价值分析

水稻稻瘟病的发病受外界条件影响较大,单纯依靠人工接种抗性鉴定比较困难。因此,人工接种抗性鉴定与分子标记辅助选择结合应用对提高抗性育种效率具有重要意义。本研究利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2显性分子标记,对黑龙江省主栽品种空育131进行分子标记辅助选择,将Pi1和Pi2基因聚合到空育131中,对其原始亲本和不同基因组合聚合后代进行了稻瘟病田间抗性鉴定,对2个抗性基因的聚合效应进行了统计和评价,由此明确了Pi1和Pi2基因在寒地育种辅助选择中的应用价值。     

利用CRISPR/Cas9系统定向改良水稻稻瘟病抗性

[目的]CRISPR/Cas9 基因编辑技术是作物遗传改良的有效工具。本研究通过对水稻Pita、Pi21和ERF922稻瘟病相关基因进行定点编辑,以期获得能够稳定遗传的抗稻瘟病水稻材料。[方法]利用 CRISPR/Cas9基因编辑技术,以 Pita、Pi21 和 ERF922 为靶基因,构建共编辑载体 pC1300-2×35S::Cas9-g^Pita-g^Pi21-g^ERF922 ,用农杆菌转化长粒粳稻恢复系L1014,筛选获得稳定遗传的纯合突变体用于稻瘟病抗性鉴定。[结果]在T0代转基因株系中,Pita、Pi21和ERF922 突变频率分别为 75%、85%和 65%,突变基因型多为双等位突变。筛选到的不含 T-DNA成分的T1代能够稳定遗传给T2代,并从中获得 Pi21单突变纯合株系及Pita、Pi21和ERF922的三突变纯合株系。稻瘟病抗性鉴定结果表明,与野生型相比,突变株系的抗性显著提高。同时,接种后纯合突变体株系内水杨酸、茉莉酸和乙烯等信号转导途径相关基因的表达量均上调。据此,我们推测纯合突变株系对稻瘟病的抗性增强可能与其对稻瘟病菌的响应被激活有关。[结论]利用 CRISPR/Cas9 技术获得了能够稳定遗传和具有较高稻瘟病抗性的纯合突变株系,为水稻稻瘟病抗性改良提供了良好的材料。     

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。     

稻瘟病抗性基因的鉴定及利用进展

20世纪60年代中期,日本率先开展了水稻品种抗稻瘟病基因分析的研究工作,鉴定了最初的8个抗性位点上的14个基因,并建立了一套抗稻瘟病基因分析用的鉴别体系（JDCs, Japanese differential cultivars）,随后,国际水稻研究所和中国等产稻国也逐渐开展了水稻稻瘟病抗性遗传的系统性研究。截至2007年12月,已至少报道了58个抗稻瘟病位点共67个主效基因。这些基因成簇地分布于除第3染色体外的所有水稻染色体上,其中,66个为显性基因,1个为隐性基因,包括Pi b、Pi ta、Pi z5、Pi zt、Pi 9、Pi d2、Pi 36和Pi 37等8个已被克隆的基因(Pi z5、Pi zt和Pi 9同为Pi z基因位点上的复等位基因)。还讨论了合理利用抗性基因等问题。     

Pigm特异性选择标记的开发及其在粳稻穗颈瘟抗性育种中的利用

【目的】Pigm是一个广谱的稻瘟病抗性基因,源自持久抗性品种谷梅4号,与Piz、Piz-t、Pi2、Pi9和Pi40等互为复等位基因但抗谱存在差异。为了更好地在分子辅助选择育种中利用Pigm基因,开发与Pigm特异性标记具有重要意义。【方法】在已有文献报道定位结果的基础上,通过随机测序获得了一段谷梅4号基因组的特异序列,并据此开发了一组用于筛选Pigm基因的分子标记,进一步选取江淮稻区3个不同生态型代表性粳稻品种作为受体,利用分子标记辅助选择结合对抗性基因的背景检测将Pigm基因导入受体品种。【结果】Pigm-4标记位于Pigm基因簇内部,与抗病功能元件PigmR紧密连锁,对不同类型的品种检测发现该标记特异性强,且利用该标记可将Pigm与Piz、Piz-t、Pi2、Pi9以及Pi40区分开来。对受体亲本稻瘟病抗性基因的检测和接种结果分析发现江淮稻区粳稻品种虽然携带了Pib、Pi54、Pita、Pb1中的2~3个基因,但是对强毒力的稻瘟病小种抗性普遍不强,而3种代表性粳稻背景下导入Pigm基因均可显著提高其对穗颈瘟的抗性水平。【结论】Pigm可以作为抗稻瘟病粳稻育种的有利基因资源加以利用,而Pigm-4是分子标记辅助筛选Pigm的优异标记。     

辽宁省粳稻品种稻瘟病抗性基因分析

【目的】为明确辽宁省260份粳稻品种中稻瘟病抗性基因的类型,评价抗性基因利用价值,为辽宁省水稻抗病育种提供参考。【方法】选用9个稻瘟病抗性基因的特异引物分析辽宁省已审定的260份粳稻品种抗性基因种类、基因组合类型及地域分布情况,基于抗病基因检测条带的有无进行品种聚类分析,苗期人工喷雾接种、分蘖盛期和蜡熟期田间自然发病调查,评价9个抗性单基因系的抗病性。【结果】辽宁省粳稻品种中含有抗性基因数量从0～7个不等,抗性基因Pikh检出率最高,其次是Pikm和Pi1;所有参试品种均未检测到Pi9基因,仅在辽宁省农业科学院育成的辽粳421中检测到Pi40基因。参试的水稻品种中共有62个基因组合类型。基于抗性基因检测结果进行聚类分析,可以将260份粳稻材料分为11个类群。9个抗性单基因系中,Pi40抗性最好;其次是Pi9、Pigm和Pita。【结论】抗性基因Pi40、Pi9、Pigm和Pita在辽宁省粳稻品种选育和生产上具有重要的应用潜力;参试品种的80.38%集中在第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ和Ⅸ类群,没有明显的地域差异;参试品种抗病基因组合类型不够丰富,亲缘关系较近。     

Analysis of Blast Resistance Genes and Neck Blast Resistance of japonica Rice Varieties/Lines Recently Developed in Jiangsu Province

【Objective】Evaluating the breeding potential of the known blast resistance (R) genes harbored in rice varieties is one of prerequisites for developing rice blast resistant varieties and R genes-based control of the disease epidemic.【Method】A total of 195 new japonica varieties/lines from Jiangsu Province were genotyped using functional markers corresponding to 14 rice blast R gene loci. In order to identify gene or gene combination with breeding potential against neck-blast, 158 japonica rice varieties were then artificially inoculated with blast strains as well as 17 advanced backcrossing lines containing Pigm gene in two different genetic backgrounds at booting stage. 【Result】Most varieties carried 2 to 5 R genes, and none of new varieties contained Pigm; the distribution frequencies of Pib, Pita and Pikh were relatively high and all exceeded 45%, the rest 10 genes were under 30%; Pid3, Pid2, Pia and Pb1 had apparently higher frequency in lines from regional tests than that in authorized and released varieties. Three genes with effects ordered as Pia > Pi3/5/i > Pita significantly contributed to neck-blast resistance, and significantly positive interaction effects were found between Pia and Pita, and between Pi3/5/i and Pita. Combination effect of Pia+Pita was significantly higher than that of Pi3/5/i+Pita, and the varieties harboring Pia+Pita reached resistant or highly resistant levels. The resistance of 17 advanced backcrossing lines carrying Pigm was all significantly improved as compared with corresponding controls, and all reached resistant level or even higher. 【Conclusion】 The results suggested that Pigm and the combination of Pia+Pita have critically important breeding potential in japonica rice breeding against neck blast in Jiangsu Province.     

抗稻瘟病位点LABR＿64的起源及其分布和序列多样性

【目的】研究抗病基因在水稻种群中的分布特征是培育抗病品种的基础。【方法】以水稻第9染色体上与Pi3/Pi5/Pii/Pi15等位的抗病位点LABR_64为研究对象,结合稻瘟病抗性鉴定,对该位点中包含的两个抗病基因LABR_64-1和LABR_64-2在水稻群体中的分布特征进行了研究,并对其在单子叶植物中对应的直系同源序列进行了共线性分析。【结果】LABR_64位点在水稻中存在的频率约为16%,所有存在该位点的粳稻均表现高抗病性,缺失该位点的粳稻品种均表现出高感病性,而籼稻品种中LABR_64位点存在频率低于5%,虽然其存在情况下均表现出抗病性,但大部分缺失该位点品种也表现出抗性;存在LABR_64位点的品种中,LABR_64-2基因编码序列高度保守;LABR_64起源于单子叶与双子叶植物完全分离后及单子叶植物分化早期,其在不同的单子叶植物的分化过程中一直保持着良好的共线性。【结论】粳稻抗稻瘟病表型与LABR_64-1和LABR_64-2存在与否紧密关联,而籼稻的相关性不大,表明籼稻中其他抗性基因在稻瘟病抗性过程中起主导作用;鉴于LABR_64-2的高度保守性,可根据其编码序列设计分子标记,用于高效筛选抗稻瘟病粳稻品种;LABR_64可能在不同单子叶植物抗病过程中均具有重要作用。     

国家长江中下游稻区品种区域试验籼稻稻瘟病抗性分析

【目的】旨在比较国家长江中下游稻区品种区域试验中籼稻稻瘟病抗性在六个省抗性鉴定点的表现及差异。【方法】试验材料为2013-2017年国家长江中下游稻区水稻品种区域试验的800个籼稻参试品种(其中早籼111个、中籼468个、晚籼221个),在浙江、湖南、湖北、安徽、福建和江西共六个鉴定点进行稻瘟病(苗叶瘟和穗瘟)的抗性鉴定。【结果】800个籼稻品种中有47.5%表现为中感稻瘟病,其次为中抗、感和高感,表现为抗的品种所占比例只有0.2%,没有表现为高抗的品种。早籼、中籼和晚籼稻瘟病综合指数六点平均值分别为4.95、4.85和4.54,均属于中感水平。在六个抗性鉴定点中,浙江点综合指数最低,湖北点苗叶瘟最重、穗瘟损失率最低,安徽点苗叶瘟最轻,福建点穗瘟发病率最低,江西点穗瘟发病率、穗瘟损失率和综合指数均为最高。根据稻瘟病抗性综合指数分析,浙江、湖南、湖北、安徽和江西五个鉴定点均表现为中感的品种所占比例最大;福建点表现为中抗的品种所占比例最大。根据穗瘟损失率病级分析,浙江、湖南和湖北点均表现为中抗的品种所占比例最大;安徽点表现为中感的品种所占比例最大;福建点表现为抗的品种所占比例最大,且抗和高感的品种所占比例均为六点中最高,表现为感的品种所占比例为六点中最低;江西点各抗性类型品种的所占比例差异不大。【结论】国家长江中下游稻区水稻品种区域试验籼稻参试品种的稻瘟病整体抗性水平一般。相同的一套品种在不同的鉴定点表现有所不同,用各点的平均值评价参试品种的抗性可以充分、客观地反应参试品种对稻瘟病的抗性水平。     

超级早稻中早39稻瘟病抗性的系谱分析

【目的】研究常规超级早籼稻品种中早39持久高抗稻瘟病的遗传基础,【方法】利用田间抗性鉴定、稻瘟病抗性基因分子标记检测和基因测序的方法,分析中早39稻瘟病持久抗性的遗传基础。【结果】中早39、金早47和中组3号对7个稻瘟病抗性基因Piz、Pi9、Pib、Pi36、Pi64、Pi-d2和Pi-d3的分子标记均呈阳性条带;且中早39与金早47、中组3号对5个稻瘟病生理小种的抗性表现完全相同。中早39与金早47、中组3号无论是表型还是基因型都完全一致;序列分析结果表明中早39系谱中的供试材料均含有Pi-d2抗病等位基因。【结论】中早39的抗稻瘟病特性经中组3号,来源于金早47。含有Pi-d2的地谷与中早39、金早47和中组3号对5个稻瘟病生理小种的表型相同。     

江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。