广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析

 利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。     

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。     

福建稻瘟菌毒性类型组成及其对水稻几个Pi基因的毒性频率

 稻瘟病是福建省水稻生产中的重要病害之一,系统掌握稻瘟菌毒性类型组成和变化动态及其与主要抗病基因的互作特点,是制定抗病品种选育与合理利用的依据。本研究根据稻瘟病菌与6个CO39近等基因系品种互作亲和性的结果,将1995~2001年从福建采集分离的398个有效单孢菌株区分为26个毒性类型,其中毒性类型I34.1出现频率最高,为优势毒性类型,出现频率较高的还有I20.1、I04.1、I24.1、I0.1、I30.1等;结果还发现福建稻瘟菌群体对Pi1和Pi2毒性频率较低,分别为7.53%和11.31%,特别是对Pi1和Pi2基因联合毒性频率仅2.76%,说明在水稻抗瘟育种中可以考虑将Pi1和Pi2基因累加利用。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

 用1995-2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定。结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-k^h抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种。根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考。     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

南方稻区稻瘟病菌株中无毒基因AvrPi9的变异分析

 本研究通过PCR(Polymerase Chain Reaction)和测序技术以及稻瘟病菌致病力检测手段,分析了2020年来自安徽、重庆、福建、广西、湖南、江苏、江西、云南以及浙江等省(直辖市、自治区)的300个稻瘟病分离菌株的无毒基因AvrPi9的分布和变异情况。结果表明,298份稻瘟病菌分离菌株的AvrPi9位点能被有效扩增,扩增产物经测序分析后显示,其中8株供试菌株的AvrPi9基因位点的外显子区域253位发生单碱基变异(C碱基替换成T碱基,AvrPi9^C253T),导致转录提前终止。稻瘟病菌致病力分析表明,AvrPi9^C253T菌株对带有Pi9基因的植株TP309-Pi9产生了致病性,说明该类菌株的AvrPi9位点变异后不能被Pi9识别。上述结果提示培育和种植携带有抗稻瘟病基因Pi9的品种可以较大程度上对南方稻区稻瘟病起到防控作用。这对保障水稻生产安全具有重要意义。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

用1995～2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定.结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-kh抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种.根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考.     

已知抗瘟基因在黑龙江省寒地稻区的评价与利用

 利用12个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、24个抗稻瘟病单基因系及6个当地主栽品种,对2006年采自该省主要积温区不同水稻品种的178个稻瘟病菌株进行了致病性测定。结果表明：2006年黑龙江省稻瘟病菌生理小种划分为104个日本小种,077.7号生理小种比例最高为4.49%,017.1号、017.5号、037.5号生理小种出现频率为3.93%。就抗性基因而言,抗瘟基因Pi9(t)在全省抗谱为97.75%,是较好的抗源可以在全省内广泛利用;Piz-5、Pi12(t)抗瘟基因抗谱分别为78.09%和78.65%,根据品种种植区域可以有选择地利用。就品种而言,抗瘟基因Pi9(t)、Piz-5是空育131;Pi5(t)、Pita-2是垦稻10号;Pi9（t）、Pita是上育397;Piz-5、Pi12(t)是垦稻12号等品种抗瘟改良的有利基因;在研究中同时加强对稻瘟病菌种群的监测和新抗源的发掘,有针对性地向主栽品种导入新的抗性基因。     

云南药用野生稻对四种水稻主要病害的抗性鉴定

 对云南药用野生稻7个不同居群的稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和细菌性条斑病抗型表型进行鉴定,筛选抗源,并检测已克隆的抗稻瘟病、抗白叶枯病基因在它们中的存在情况。结果表明:用云南稻瘟病菌毒性菌株16t接种云南药用野生稻7个居群,除勐海药野(7)表型为感病外,其他6个居群均为抗病;勐遮药用野生稻(4)和景纳上沟药用野生稻(1)分别不含Pib和Pi2基因片段,其他5个居群都含有Pib、Pi2、Pi9、Pid2、Pikp、Pis和Pi56等基因片段;所有的参试药用野生稻高抗纹枯病;除勐往药野(13)和澜沧孟矿药野(14)对细菌性条斑病菌菌株RS105表现为感病和勐遮药野(5)对菌株RS1-20表现为感病外,其他材料对菌株RS105和RS1-20都表现为抗病;云南白叶枯病菌强致病性菌株CX30-1、菲律宾菌株PXO99和PXO86对景纳上沟药用野生稻(1)和澜沧孟矿药用野生稻(14)具有强致病性,其他居群表现为抗病至中抗;7个居群都含有Xa5、Xa13、Xa21基因片段。本文首次报道了云南药用野生稻多个居群类型对4种主要病害的抗性,这些结果为深度挖掘利用云南药用野生稻资源的有效抗病基因奠定了基础。     

黑龙江省稻瘟病菌生理小种的鉴定

应用３个籼稻、４个粳稻组成的中国鉴别品种将黑龙江省１１０个稻瘟病菌菌株划分为４群７个生理小种。用日本清泽的１２个单基因抗性鉴别品种将上述菌株划分为７７个生理小种。对＋、ｔｉ－ａ、Ｐｉ－ｋ、Ｐｉ－ｚ基因致病频率高（７０．４％～８９％）的生理小种遍布全省各稻区；对Ｐｉ－ｔ、Ｐｉ－ｂ、Ｐｉ－ｚｔ基因致病频率低（０～１９．３％）的生理小种分布窄，这３个基因可用于抗病育种。试验表明应用日本清泽的１２个粳稻单基因抗性鉴别品种更适宜黑龙江省稻瘟病菌生理小种的鉴定     

二十二个抗稻瘟病基因在云南的利用价值评价

为了明确22个抗稻瘟菌基因在云南省的抗性水平及其利用价值,将采集、分离自云南省3个稻区的282个稻瘟病菌单孢菌株,接种于以丽江新团黑谷为轮回亲本培育而成的含有22个垂直抗性基因的水稻单基因系上.根据各稻区采集的菌株在水稻单基因系上的侵染率,分析出各垂直抗性基因在云南省各稻区的利用价值.持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2、Piz、Pikh、Pizt 7个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为1.22%、2.40%、3.21%、4.82%、5.95%、7.23%、9.04%,可在籼稻区种植或作抗源使用;持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2、Piz、Pikh、Pizt、Pi12、Pita、Pib 10个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为0.93%、 16.67%、10.19%、 5.09%、15.74%、15.74%、12.04%、9.26%、19.29%、11.11%,可在粳稻区种植或作抗源使用;持有Pi9、Piz5、Pi1、Pita2 4个垂直抗性基因的单基因系的侵染率分别为8.60%、13.83%、10.93%、18.04%,可在籼粳交错区种植或作抗源使用.同时用联合致病性系数和联合抗病性系数分析了病菌和单基因系的群体互作以及抗瘟组合的利用价值,结果表明:品种两两搭配后的RAC值大于0.80的组合有Pi9与Pita2、Pizt、Pi1、Piz,说明以上4种组合的抗病性最强,应用价值最大.     

Molecular mapping of the new blast resistance genes Pi47 and Pi48 in the durably resistant local rice cultivar Xiangzi 3150

The indica rice cultivar Xiangzi 3150 (XZ3150) confers a high level of resistance to 95% of the isolates of Magnaporthe oryzae (the agent of rice blast disease) collected in Hunan Province, China. To identify the resistance (R) gene(s) controlling the high level of resistance in this cultivar, we developed 286 F(9) recombinant inbred lines (RILs) from a cross between XZ3150 and the highly susceptible cultivar CO39. Inoculation of the RILs and an F(2) population from a cross between the two cultivars with the avirulent isolate 193-1-1 in the growth chamber indicated the presence of two dominant R genes in XZ3150. A linkage map with 134 polymorphic simple sequence repeat and single feature polymorphism markers was constructed with the genotype data of the 286 RILs. Composite interval mapping (CIM) using the results of 193-1-1 inoculation showed that two major R genes, designated Pi47 and Pi48, were located between RM206 and RM224 on chromosome 11, and between RM5364 and RM7102 on chromosome 12, respectively. Interestingly, the CIM analysis of the four resistant components of the RILs to the field blast population revealed that Pi47 and Pi48 were also the major genetic factors responsible for the field resistance in XZ3150. The DNA markers linked to the new R genes identified in this study should be useful for further fine mapping, gene cloning, and marker-aided breeding of blast-resistant rice cultivars.