水稻空间诱变育种抗稻瘟病研究

粤香占和青华占2个水稻品种的种子经过高空气球搭载后,选育出株型好、分蘖力强,产量提高的空间诱变高代(6代以上)品系.为了解空间诱变品系对稻瘟病的抗性变异情况,采用36个广东省稻瘟病菌不同致病型的代表菌株分别对粤香占和青华占及其空间诱变品系进行抗谱测定.研究结果表明:①空间诱变能使水稻品种产生稻瘟病抗性变异,有的诱变品系比原种抗病,有的则比原种感病.②空间诱变产生的抗病性变异比较复杂,不同品种的抗病性变异不一样.③空间诱变引起的稻瘟病抗性变异有可能是由多个抗病基因引起的.④空间诱变可以获得抗稻瘟病的特异种质.粤香占是感病品种,本研究测定的抗谱为25%,从其空间诱变品系中,获得高抗稻瘟病的2个品系YX-8和YX-9,抗谱达到94.4%.空间诱变抗病品系的穗颈瘟鉴定试验正在进行中.     

转hrf1基因水稻对稻曲病抗性分析

用注射接种法测定9个转hrf1基因水稻品系对稻曲病的抗性,结果表明B12-2m、B12、HTRP2和NJH12转基因系对稻曲病的抗性有显著提高,其中NJH12对稻曲病的抗性表现最突出。在江苏南京和安徽潜山两地的田间测定结果显示NJH12对稻曲病的抗性表现明显,与对照相比防效提高65%以上。用RT-PCR测定抗病转基因系中防卫基因的表达,在抗病转基因系中,Ospr1a、Ospr1b和PAL等防卫反应基因的表达明显增强。转hrf1基因水稻可能通过诱导防卫反应基因的表达提高水稻对稻曲病的抗性。     

东农415稻瘟病抗性遗传分析及基因定位

 粳稻品种东农415自育成以来一直以其早熟、抗病、高产特性而著称,在黑龙江省稻瘟病高发区种植20多年均表现高抗稻瘟病。本研究利用158个采集于黑龙江省不同稻区的稻瘟病菌株对东农415进行接种鉴定,结果表明东农415对黑龙江省稻瘟病菌株有很强的抗性,抗谱高达89.2%。以东农415与丽江新团黑谷(LTH)杂交衍生的F₁和F₂群体为遗传分析试验材料,通过接种鉴定,发现东农415对稻瘟病菌株F-10-11的抗性由一个显性基因控制。进一步采用分子标记结合隐性群体分离分析法,以对菌株F-10-11极端感病的99个F₂单株为作图群体,将东农415的抗病基因定位在第2染色体,距离基因两侧标记RM5300和RM213的遗传距离分别为7.6和3.0 cM,暂命名为Pi-dn(t)。将Pi-dn(t)位点映射到水稻参考基因组图谱上,在抗病位点基因组区段内发现3个编码基因Os02g56010、Os02g55540和Os02g56400具有抗病基因结构域,可作为Pi-dn(t)的候选基因。     

部分中国栽培稻资源对稻瘟病的抗性分析

以苗期16个稻瘟病生理小种的抗谱测定以及成株期叶瘟、穗颈瘟鉴定结果为依据,分析了75份中国栽培稻稻瘟病抗性资源的抗瘟性。结果显示,不同抗性品种的抗谱以及对成株期叶瘟和穗颈瘟的抗性反应差异较大。相关分析表明,苗期抗谱测定结果与成株期叶瘟抗性显著相关,而与穗颈瘟,以及叶瘟与穗颈瘟间相关不显著。根据聚类分析结果,抗性资源可分成9个类群,其中以第6类群包含品种最多,抗谱最广(81.3%～100%),并高抗A、B、E、G群生理小种和抗穗颈瘟,可作为水稻稻瘟病抗性育种优先利用的种质资源。     

转hrfl基因水稻对稻曲病抗性分析

用注射接种法测定9个转hrfl基因水稻品系对稻曲病的抗性,结果表明B12-2m、B12、HTRP2和NJH12转基因系对稻曲病的抗性有显著提高,其中NJHl2对稻曲病的抗性表现最突出.在江苏南京和安徽潜山两地的田问测定结果显示NJHl2对稻曲病的抗性表现明显,与对照相比防效提高65%以上.用RT-PCR测定抗病转基因系中防卫基因的表达,在抗病转基因系中,Osprla、Osprlb和PAL等防卫反应基因的表达明显增强.转hrfl基因水稻可能通过诱导防卫反应基因的表达提高水稻对稻曲病的抗性.     

空间诱变品系稻瘟病抗性变异及分子标记研究

 本文在前期苗叶瘟抗谱测定的基础上,通过对空间诱变粤香占和青华占高代品系(6代以上)病圃田间穗颈瘟的鉴定,表明苗期表现抗稻瘟病的品种多数在成熟期同样表现抗或高抗稻瘟病。SSR多态性分析表明粤香占和青华占突变品系与原种间存在1.6%~17.4%和7.2%~10.4%的多态性频率,并存在3种多态性表现形式:(1)扩增片段数增加,(2)扩增片段数减少,(3)扩增片段大小有差异。说明由空间环境诱导的DNA变异可能并非是单纯的点突变。进一步分析诱变品系的多态性频率与抗病性的关系,发现部分诱变品系的抗性随着多态性频率的增加而提高。     

三份重要水稻资源的稻瘟病抗性鉴定及不同评价指标间的相关性分析

为明确杂交水稻育种骨干亲本93-11、纹枯病重要抗源YSBR1及水稻重要基础研究的遗传转化材料Kitaake共3份重要水稻资源的稻瘟病抗谱及不同评价指标间的相关性,通过喷雾接种法,采用国际水稻稻瘟病抗性评价分级标准、致病率、病斑数量和病斑长度4个评价指标,分析了这3份重要水稻资源对36个稻瘟病菌生理小种的抗性。结果表明这3份水稻资源材料的病情指数主要集中于4和5级,但针对不同的生理小种其致病率存在较大差异。同时,93-11、YSBR1和Kitaake产生的病斑平均长度分别为0.56、0.54和0.66 cm,病斑平均数量分别为6.50、4.10和4.80个。Spearman相关性分析证明所采用的4个稻瘟病抗性评价指标之间均呈极显著正相关。表明93-11、YSBR1和Kitaake均对多数稻瘟病生理小种表现出抗性,但抗谱各不相同,且采用的4个评价指标间无显著差异。     

哈尔滨地区抗瘟基因抗性分析及水稻品种抗性评价与利用

为明确哈尔滨地区24个抗瘟基因的抗性和20个水稻品种含有抗瘟基因型的情况,选取200个稻瘟病菌单孢菌株和22个已知无毒基因的鉴别菌株作为鉴定系统,通过喷雾法和离体划伤法接种,应用PCR技术对部分试验结果进行了重复性检测,并在此基础上进行了抗性布局分析。结果表明:24个抗瘟基因抗性差异较大,抗谱在11.00%~93.00%之间,平均抗谱38.29%;抗谱超过80.00%的基因有3个,由高到低为Pi-9、Pi-ta2和Pi-z5;抗谱低于20.00%的基因有9个,分别为Pi-a、Pi-ks、Pi-i、Pi-t、Pi-kp、Pi-ta、Pi-3、Pi-km和Pi-sh,Pi-a抗性最差。20个水稻品种中检测到抗瘟基因13个,共出现40次,其中Pi-a和Pi-19各出现6次,频率最高;龙稻5含抗瘟基因最多,4个,分别为Pi-ks、Pi-1、Pi-19和Pi-sh。在哈尔滨晚熟稻区建议布局绥粳8、中龙香粳1或者绥粳8+中龙香粳1搭配;在早熟稻区建议布局龙粳18、哈香07-321或者龙粳18+哈香07-321搭配。     

转抗真菌基因水稻对纹枯病的抗性表达分析

采用人工接种和酶活性测定的方法,研究转入几丁质酶基因等1～4个抗真菌基因的13个转基因水稻株系对纹枯病的抗性和几丁质酶活性变化规律.结果表明:13个转基因水稻株系的抗性均显著高于非转基因亲本.母本抗性水平不同或者导入单个及多个抗真菌基因的转基因水稻中均可筛选出抗性优良的株系;转基因水稻病情指数的变异系数为21.93～69.32,高于非转基因亲本的14.37～47.00,表明转基因水稻的抗病性更容易变异.对转基因水稻几丁质酶的活性分析结果表明,除1个转基因水稻株系的酶活性与非转基因亲本相同外,其它转基因水稻酶活性均高于非转基因亲本,但酶活力高低与转基因水稻株系间抗病性的高低无显著的相关性.     

青海青稞主栽品种(系)对条纹病和云纹病的抗性鉴定

本研究旨在明确青海青稞主栽品种和后备品种对条纹病和云纹病的抗性,以期为抗病育种及田间病害防治提供理论依据。试验采用田间自然病圃法,对青海主栽的30个青稞品种(系)进行了条纹病和云纹病田间抗性鉴定。结果表明,供试青稞品种(系)对2种病害的抗性存在显著差异,但缺乏免疫品种。对条纹病表现高抗的有13个品种(系),占鉴定总数的43.3%,其中主栽品种有3个,即‘门农1号’、‘昆仑13号’、‘巴青1号’。品系17发病率最低。对云纹病表现高抗的有品系1、品系2、品系6、品系17、品系28、RQKQ-3、RQKQ-5、RQKQ-6、RQKQ-7、RQKQ-8、‘门农1号’、‘互青2号’、‘北青6号’和‘昆仑10号’,共14个,其病情指数均在10以下;表现中抗的共有8个,分别为品系5、品系11、RQKQ-1、RQKQ-9、‘巴青1号’、‘北青3号’、‘北青7号’和‘昆仑13号’。     

四川省水稻抗稻瘟病育种现状及发展方向

稻瘟病是四川省水稻的主要病害，实践证明，选育种植抗病品种是控制该病害的最经济有效的措施。1981年开始，植物病理工作者与遗传育种工作者经过20年的协作攻关，研究制定了一套适合四川生态特点的有关病菌生理小种、水稻品种抗瘟性鉴定的规范化技术和评价体系，探明稻瘟病菌致病性变异和水稻品种抗瘟性丧失规律，筛选出200多份稻瘟病抗源材料，育成穗颈瘟1－5级的抗病品种（组合）27个，累计推广面积达2750万hm^2，有效地控制了稻瘟病的流行。在此基础上，提出今后重点研究领域和抗病育种策略。     

水稻旱晚播“活体病株”接种法的研究及应用

作者针对水稻抗瘟育种中“旱地稻瘟病圃”易受气候生态等条件的影响,导致年际间发病的稳定性和能否发病的安全性,改进以往喷雾接种或利用病区自然诱发法,采用活体病株持续接种,和人为小气候控制等措施,完善成一套发病系数高且稳定,方法简便实用,病圃容量大,鉴定结果可靠性强的综合技术措施,在连续几年试验中鉴定筛选出一批利用价值较高的种质资源和抗病性较好的系统材料。     

水稻恢复系华占抗稻瘟病遗传分析及基因鉴定

 华占是近年来我国新选育的恢复系,广泛应用于杂交稻育种中,其配组的杂交稻组合对稻瘟病均表现出良好的抗性。本研究利用来源于华南稻区的62个稻瘟病菌株对恢复系华占、明恢63和广恢998进行抗病性鉴定,结果表明:华占对接种菌株的抗谱达到95.2%,对稻瘟病表现出广谱抗性。为进一步了解该恢复系所含的抗稻瘟病基因,以高感稻瘟病品种丽江新团黑谷为母本,以华占为父本,构建了丽江新团黑谷(LTH)/华占的F₂抗病遗传分析群体。利用对华南水稻品种具有致病谱较广的稻瘟病代表菌株GD00-193a对随机选择的1 000个来源于LTH/华占的F₂个体及其F₁个体进行抗病遗传分析,结果发现F₁个体表型全为抗病,1 000个F₂个体的抗/感比率符合3∶1的显性单基因分离比,说明华占至少含有一个显性抗稻瘟病基因。利用均匀分布于水稻12条染色体的250对SSR引物,通过分离群体分析结合隐性群体分析法将华占的一个抗稻瘟病基因定位于水稻第6染色体的Pi2/Pi9/Pi50区域。通过Pi2等位基因的测序分析,结果表明华占含有Pi2抗病基因。本试验结果为华占在杂交稻上的应用及其配组组合的品种布局提供重要依据。     

抗真菌转基因水稻纹枯病抗性的杂种优势分析

用抗纹枯病的12个转入l～4个外源抗真菌基因的转基因水稻作父本,分别与2～3个雄性不育系配组,采用田间人工接种纹枯病菌的方法,从3个抗性指标上研究了转基因杂交水稻纹枯病抗性的杂种优势.结果表明,杂交水稻的抗病性与转基因父本显著正相关,抗病性的广义遗传力为0.52～0.83.在29个杂交组合中,有5个组合具有显著负向超低亲(父本)优势,但群体平均超低亲优势大于0,为35.01%～50.79%;杂交稻群体的平均负向竞争优势明显,强度大,为-57.60%～-31.23%,有38%的组合具有显著负向竞争优势,说明转基因杂交水稻的抗纹枯病性普遍低于转基因水稻父本,但仍具有较好抗性,并可从中筛选出强优势组合.     

禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)原生质体制备与再生的研究

禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)是引起我国小麦纹枯病的主要致病菌。为了建立高效稳定的禾谷丝核菌遗传转化体系,本试验比较研究了不同细胞壁降解酶、酶液浓度、酶处理温度和时间等因素对禾谷丝核菌原生质体制备的影响,利用正交设计试验优化了原生质体再生条件。结果表明,液体培养6d的菌丝,采用15mg/mL溶壁酶+10mg/mL蜗牛酶组成的混合酶液,30℃下酶解4h,可以获得较高的原生质体释放量,可达到3.0×106个/mL;禾谷丝核菌原生质体再生的最佳条件是以SuTC缓冲液作为渗透压稳定剂悬浮原生质体,采用单层混菌法接种于TB3再生培养基,原生质体再生率可达到58.6%。禾谷丝核菌原生质体制备和原生质体再生条件的优化,为深入研究禾谷丝核菌生长发育的分子遗传学基础和进一步探索小麦纹枯病的致病机理奠定了基础。     

浙江省水稻新品种(系)对稻瘟病的抗性研究

用4个稻瘟病菌小种对浙江省280份水稻新品种(系)进行稻瘟病抗性分析,结果表明:浙江省水稻新品种(系)对稻瘟病菌具有较好的抗性,籼稻和粳稻对参试菌株的全抗率分别为21.62%和39.05%,说明粳稻具有较籼稻更广的抗谱;浙江省新品种(系)对ZB13小种具有较高的感病率,籼稻和粳稻的感病率分别为69.37%和52.07%。     

吉林省主栽水稻品种抗瘟性评价及抗瘟基因型鉴定

 为明确吉林省主栽水稻品种的抗瘟性和抗瘟基因型,选用了一套已明确其无毒基因组成的稻瘟病菌标准菌株对吉林省68个主栽水稻品种进行喷雾和离体划伤接种试验。结果表明,68个品种的抗瘟能力存在较大差异,中抗以上抗病品种达到44个,占供试品种的64.7％;抗瘟基因推导结果结合特异性分子标记检测表明,Pita、Pia、Pish、Pita2、Pib和Pi9等6个基因为吉林省主栽水稻品种中主要的抗瘟基因,并且品种中含有的抗瘟基因数量与抗瘟能力呈正相关;根据结果推测,测试的所有品种中可能不含有Pi2、Pikh、Pikm、Pi11和Pi12基因。本研究揭示了吉林省近年主栽水稻品种的抗瘟能力和抗瘟基因组成,明确了吉林稻区主效抗瘟基因和基因聚合对稻瘟病的抗性贡献,为进一步培育广谱持久抗瘟品种和合理布局抗病品种提供了重要参考。     

水稻抗病基因Xa21转入3个粳稻品种的抗性初步分析

 通过农杆菌介导转化,将已克隆的水稻白叶枯病抗性基因Xa21转入我国辽宁省3个粳稻品种:沈农606、辽粳454、辽粳294,共获得独立转基因系205个。通过PCR、GUS染色和Southern blot分析,证明Xa21基因已经整合到3个粳稻栽培品种的基因组中。通过温室接种菲律宾白叶枯病小种6的代表菌系PXO99,T₀代转基因水稻除了3-34表现部分抗性外,其它的转基因材料均表现高度抗病,表明Xa21转基因水稻已经获得抗性;温室接种T₁和T₂代试验表明,单拷贝整合的转化体呈现3:1分离,同时单拷贝3-34材料也表现部分抗性和感病3:1分离,证明已整合的Xa21基因能稳定遗传;同时对3-34部分抗性机制进行了分子生物学检测,证明GUS基因全部丢失、Xa21基因部分丢失并导致部分抗性。获得部分抗性材料,对于深入研究Xa21基因的功能区和研究抗病分子机制具有重要的意义。