分子标记辅助选择改良水稻两用核不育系创5S稻瘟病抗性和镉积累特性研究

为了培育抗稻瘟病且籽粒镉低积累的水稻两用核不育系,利用谷梅4号、天津野生稻和魔王谷为稻瘟病抗源,Cd14030(日本晴的衍生系)为稻米镉低积累基因OsHMA3的供体亲本,采用分子标记辅助选择技术和逐步聚合的方法,创制了基于创5S(C5S)背景的包含抗病双基因和镉低积累基因的三基因聚合系。三基因聚合系的苗瘟感病级别为1.5～2.1级,与抗病双基因聚合系无显著差异,但三基因聚合改良株系的糙米镉含量因亲本来源而异,其中,基因型为C5S(Pi49+Pigm+OsHMA3)的改良系糙米镉含量为0.051～0.067 mg/kg,与日本晴(0.051 mg/kg)相当,较C5S(0.118mg/kg)下降43.2%～56.8%,较好地将稻瘟病抗性与镉低积累特性聚合于两用核不育系创5S中。此外,三基因聚合改良株系的主要农艺性状大多与C5S相近,其中有一些株系甚至在每穗总粒数与一次枝梗数上还得到了改良。     

利用分子标记辅助选择技术改良三系不育系荃9311A稻瘟病抗性的研究

为了提高三系不育系荃9311A的稻瘟病抗性,以含广谱稻瘟病抗性基因Pigm的水稻品种9311为供体,保持系荃9311B为受体和轮回亲本,通过分子标记辅助选择技术筛选抗性基因、剔除恢复基因和遗传背景筛选,在稻瘟病病区进行抗性鉴定,人工接种鉴定以及田间农艺性状考查,于BC2F2代获得有Pigm基因并剔除了恢复基因的改良株系...     

利用分子标记辅助选择改良温敏核不育系GD-8S的稻瘟病抗性

以含有广谱稻瘟病抗性基因Pi 1的籼稻材料BL122为供体,优质感病温敏核不育系GD 8S为受体,通过杂交、多次回交和自交结合分子标记辅助选择技术,将Pi 1基因导入GD 8S中。综合目标基因的分子检测、育性镜检、田间农艺性状表现以及遗传背景的回复率,筛选获得5个改良株系RGD8S 1、RGD8S 2、RGD8S 3、RGD8S 4和RGD8S 5。采用广东省具有代表性的33个菌株进行人工接种抗性鉴定,5个改良株系的抗性频率为75.76%~100.00%,而对照仅为9.09%。农艺性状分析表明,除剑叶长和每株穗数外,其余性状改良株系与对照无显著差异。这些改良株系可用于进一步测配选育高抗稻瘟病杂交稻新组合。     

利用抗稻瘟病基因Pigm和抗纹枯病数量性状基因qSB-9TQ、qSB-11HJX改良南粳9108的抗性

【目的】稻瘟病和纹枯病是水稻两大重要病害，严重影响稻米的产量和品质。培育抗病品种是降低其危害最经济有效的措施。【方法】本研究结合分子标记辅助选择技术，将广谱抗稻瘟病基因Pigm和抗纹枯病数量性状基因qSB-9^TQ、qSB-11^HJX导入优良食味粳稻品种南粳9108中，构建不同抗性基因/基因组合的株系，并评价这些株系的稻瘟病和纹枯病抗性，考查其主要农艺性状和品质性状。【结果】导入Pigm能显著提高南粳9108对苗瘟和穗颈瘟的抗性；分别导入qSB-9^TQ、qSB-11^HJX均能提高南粳9108的纹枯病抗性，且两个抗性基因聚合时呈现一定的抗性累加效应。其中，导入Pigm的株系穗长和每穗粒数显著增加，导入qSB-11^HJX的株系千粒重显著增加，其他农艺及品质性状与南粳9108无明显差异。【结论】这些抗性基因导入/聚合能在不降低农艺及品质性状的同时，显著提高纹枯病和稻瘟病的抗性水平，为粳稻抗病育种提供新的种质资源。     

利用分子标记辅助选择改良水稻两系不育系C815S的褐飞虱抗性研究

以水稻品种B5(含褐飞虱抗性基因Bph14、Bph15)为供体亲本,目前生产上大面积应用的两系不育系C815S为受体亲本,利用分子标记辅助选择技术,将2个褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15导入C815S,获得3个同时携带2个抗性基因的纯合改良株系。苗期群体鉴定和大田成熟期鉴定表明,3个改良不育株系的褐飞虱抗性均为3级,表现为抗;而受体亲本C815S为9级,表现为感。农艺性状考察表明,改良不育株系基本保持了受体亲本的优良性状,部分穗部性状还显著优于C815S。因此,利用分子标记辅助选择技术聚合Bph14和Bph15基因改良不育系褐飞虱抗性效果明显。     

分子标记辅助选择Pi9基因改良水稻不育系桃农1A稻瘟病抗性

以籼稻品系75-1-127为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本，先后以三系保持系桃农1B及其不育系桃农1A为受体亲本，利用Pi9基因内共显性InDel标记CoInDF₁R₂开展MAS回交育种以定向改良桃农1A稻瘟病抗性。分子标记CoInDF₁R₂在75-1-127基因组中扩增出1条大小为354 bp的条带，而在桃农1B和桃农1A基因组中扩增条带大小约为470 bp。分别以75-1-127与CO39作为抗病对照与感病对照进行室内人工接种，得到桃农1A、桃农1B及其改良不育系和保持系的抗菌谱，结果显示，75-1-127的抗性频率为86.67%，桃农1A与桃农1B的抗性频率均为6.67%，而改良不育系桃农1A-Pi9及其保持系桃农1B-Pi9的抗性频率同75-1-127，且田间病圃表现高抗苗瘟。经田间不育特性、农艺性状与产量结构调查分析，育成1个高抗稻瘟病、不育性彻底且稳定、柱头外露率高、包颈粒率低、农艺产量性状优良的新不育系桃农1A-Pi9-1及其配套保持系桃农1B-Pi9-1，实现了桃农1A稻瘟病抗...     

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。     

分子标记辅助选择改良三系杂交稻恢复系R225稻瘟病抗性

稻瘟病是水稻的主要病害,培育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病的有效途径。本研究通过分子标记辅助选择与杂交育种相结合的方式,将稻瘟病抗性基因Pi1、Pi2和Pi9导入到三系杂交稻恢复系R225。对BC3F3代材料进行苗期和成熟期稻瘟病抗性鉴定,携带1个或2个抗性基因的目标株系抗性达到中抗以上水平,稻瘟病抗性显著高于各自的轮回亲本。SSR标记分析表明,改良株系的遗传背景回复率达到86.1%~95.3%。通过标记辅助选择获得的改良材料为三系杂交稻恢复系的培育提供了稻瘟病抗性亲本。     

稻瘟病和白叶枯病抗性改良的水稻光温敏核不育系华1015S的选育

华1015S是以光温敏核不育水稻广占63-4S为轮回亲本,以携带Pi2基因的抗稻瘟病材料VE6219和携带Xa23基因的抗白叶枯病材料HBQ810为供体亲本,通过杂交、回交、复交和分子标记辅助选择,并通过低温筛选和人工气候箱鉴定选育而成的对稻瘟病和白叶枯病的抗性获得显著改良的中籼型光温敏核不育系,具有农艺性状优良、米质较优、中感稻瘟病、抗白叶枯病、育性稳定、育性转换临界温度低、配合力高等优点,2013年8月通过湖北省科技厅鉴定。     

分子标记辅助选择改良水稻恢复系香5的病虫抗性

香5是由湖北省农科院选育的优质两系杂交稻恢复系,所配组合广两优5号(广占63-4S/香5)于2013年通过了湖北省审定.利用回交和分子标记辅助选择技术,将供体亲本MD12086-1351中的抗稻瘟病基因Pi9、抗褐飞虱基因Bph14、Bph15和抗白叶枯病基因Xa23渗入到香5背景中,育成了3个同时携带Pi9、Bph14、Bph15和Xa23基因的新株系.鉴定结果表明,新株系的叶瘟抗性明显提高,穗颈瘟抗性部分提高,苗期抗褐飞虱,分蘖盛期高抗白叶枯病;产量、主要农艺性状、香味和稻米品质主要指标与香5相似.新株系所配的组合在产量、主要农艺性状上与香5所配的组合相似.表明新株系可以作为香5的替代系用于培育抗稻瘟病、抗褐飞虱和抗白叶枯病的两系杂交稻新组合.     

抗稻瘟病优质水稻两用核不育系元亨S的选育

以含广谱稻瘟病抗性基因Pi25的U04为供体,优质保持系宜香1B为受体,通过杂交、回交育种方法,结合分子标记辅助选择,培育出优质抗病中间材料,再以水稻两用核不育系RGD-7S为不育基因供体进行杂交,通过福建建瓯等高海拔长日低温环境与海南三亚短日低温环境对后代育性进行筛选,经过4 a 7代的抗瘟鉴定、系谱选择及测交筛选,定向培育成两用核不育系元亨S。该不育系具有综合农艺性状优良、不育起点温度较低、抗稻瘟病、稻米品质较优、异交结实率高、易于繁制种、种子发芽率高、配合力好等优良特性,于2019年1月和5月先后通过安徽省、福建省农作物品种审定委员会的技术鉴定和品种审定(闽审稻20190050)。     

利用分子标记技术聚合3个稻瘟病基因改良金23B的稻瘟病抗性

以C101LAC和C101A51为稻瘟病抗性基因的供体亲本,金23B为受体亲本,通过杂交、复交及一次回交,在分离世代,利用分子标记辅助选择技术结合特异稻瘟病菌株接种鉴定和农艺性状筛选,获得6个导入Pi 1、Pi 2和Pi 33基因的金23B导入系,其中导入系W1对稻瘟病的抗病频率为96.7%,明显高于携带单个基因的C104LAC（Pi 1）、C101A51（Pi 2）和北京糯（Pi 33）。基因聚合后抗病频率提高,说明基因聚合是培育稻瘟病持久抗性的有效方法之一。     

利用分子标记辅助选择改良两系不育系SE21S的香味

以IR58025B的改良系福香25B为供体亲本,以福建省农业科学院水稻研究所育成的两系光温敏核不育系SE21S为受体亲本,利用回交转育、香味基因特异性分子标记GRFM04~([1])与DNA指纹分析方法辅助选育并结合田间农艺性状,将香味基因导入SE21S,结果获得了5份遗传背景与轮回亲本基本相同但具有香味基因的SE21S改良株系。     

抗稻瘟病水稻光温敏核不育系华1201S的选育

华1201S是以广占63-4S为受体亲本、以携带Pi2基因的抗稻瘟病株系VE6219为供体亲本,通过1次杂交、3次回交、多次自交,每个世代用分子标记对目标基因Pi2进行跟踪检测,同时通过表型选择和抗性鉴定培育而成的中籼型水稻光温敏核不育系。2013和2014年在湖北恩施州两河村稻瘟病重发区自然鉴定,华1201S的稻瘟病综合抗性指数1.3~2.3级,穗颈瘟损失率均为1级,2 a表现均为抗稻瘟病。2015年在广东省农科院苗期抗谱鉴定,人工接种33个稻瘟病菌株,华1201S的抗性频率96.97%,而广占63-4S的抗性频率仅为12.12%。华1201S育性转换临界温度23℃,在武汉稳定不育期64 d,海南冬繁自然结实率70%以上。2015年8月通过湖北省农作物品种审定委员会鉴定。     

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。     

抗稻瘟病基因Pi9的STS连锁标记开发及在分子标记辅助育种中的应用

 利用带有广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75 1 127作为抗病基因供体亲本,用于扬稻6号和R6547抗病性的回交育种。通过比较75 1 127、扬稻6号和日本晴的Pi9基因位点的DNA序列,开发出了与Pi9基因紧密连锁的共显性STS（序列标记位点）标记PB9 1,用于Pi9基因的分子标记辅助选择。结合田间农艺性状选择和分子标记辅助选择,培育出8个Pi9基因纯合的回交后代株系。其中,具有扬稻6号和R6547遗传背景的株系各4个。经湖北恩施和宜昌的病圃鉴定,携带有抗病基因株系的稻瘟病抗性水平较受体品种扬稻6号和R6547有不同程度的提高。具有R6547遗传背景的株系08C893配制的杂交组合在上述病区的抗性表现也明显优于对照品种扬两优6号。上述结果说明,共显性标记PB9 1在Pi9抗稻瘟病基因分子标记辅助育种中具有应用价值,并且Pi9基因作为稻瘟病抗源之一可以在湖北稻区进行有效利用。     

抗稻瘟病基因Pi9的STS连锁标记开发及在分子标记辅助育种中的应用

利用带有广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127作为抗病基因供体亲本,用于扬稻6号和R6547抗病性的回交育种。通过比较75-1-127、扬稻6号和日本晴的Pi9基因位点的DNA序列,开发出了与Pi9基因紧密连锁的共显性STS(序列标记位点)标记PB9-1,用于Pi9基因的分子标记辅助选择。结合田间农艺性状选择和分子标记辅助选择,培育出8个Pi9基因纯合的回交后代株系。其中,具有扬稻6号和R6547遗传背景的株系各4个。经湖北恩施和宜昌的病圃鉴定,携带有抗病基因株系的稻瘟病抗性水平较受体品种扬稻6号和R6547有不同程度的提高。具有R6547遗传背景的株系08C893配制的杂交组合在上述病区的抗性表现也明显优于对照品种扬两优6号。上述结果说明,共显性标记PB9-1在Pi9抗稻瘟病基因分子标记辅助育种中具有应用价值,并且Pi9基因作为稻瘟病抗源之一可以在湖北稻区进行有效利用。     

分子标记辅助选择改良宁恢8号的条纹叶枯病抗性

为改良宁恢8号的条纹叶枯病抗性,以含条纹叶枯病抗性基因Stv-bi的品种关东194为供体,通过杂交、回交,利用与条纹叶枯病抗性基因Stv-bi和恢复基因Rf1a共分离的分子标记进行辅助选择,将条纹叶枯病抗性基因Stv-bi导入宁恢8号,结合田间抗性和性状鉴定,至BC3F3育成10个条纹叶枯病抗性显著提高、农艺性状优良的改良系。选择其中4个综合性状较优的株系分别与不育系A25、A19和A70进行配组鉴定。结果表明,改良系-2所配组合的综合性状明显优于对照宁恢8号的相应组合。     

水稻光温敏核不育系龙S的稻瘟病抗性及其遗传分析

2007和2008年对水稻光温敏核不育系龙S及其后代进行稻瘟病菌苗期接种鉴定,结果表明:龙S对稻瘟病菌的抗谱较广,对供试26个菌株均表现为高抗,其稻瘟病抗性强于广谱抗瘟基因Pi9的携带亲本75 -1 - 127;龙S的稻瘟病抗性由主效显性基因控制,无论配组所使用的父本品系对接种菌株表现抗、感或高感,龙S的杂种F1代均表现高抗;龙S对菌株RB13的抗性表现为由1对核基因控制的显性遗传.     

分子标记辅助选择改良杂交水稻Q优6号的稻瘟病抗性

为了提高长江中下游稻区大面积推广的中熟三系杂交中稻组合Q优6号的稻瘟病抗性,采用杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将抗稻瘟病亲本材料75-1-127的广谱抗性基因Pi9渗入到Q优6号的父本R1005中,通过Pi9基因分子标记选择和综合农艺性状选择,育成了3个携带Pi9基因的株系CY11705-38、CY11707-6和CY11708-15,并与Q优6号的母本Q2A配制了3个组合。经主要农艺性状、产量、稻米品质分析和稻瘟病病区抗性鉴定,CY11705-38和CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质与R1005相似,稻瘟病抗性明显提高;组合Q2A/CY11705-38和Q2A/CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质与Q优6号相似,稻瘟病抗性也明显提高。认为以Q2A/CY11705-38或Q2A/CY11707-6替代Q优6号,可以在保持产量、生育期、稻米品质和主要农艺性状相似的基础上,明显提高稻瘟病抗性,降低生产风险。