稻褐飞虱新抗源的鉴定和利用

通过筛选抗源、抗性遗传分析,水稻品系BPHR96对褐飞虱生物型Ⅱ和孟加拉型具有高水平广谱抗性,其抗性遗传受2对显性基因控制.通过抗性基因聚合可以有效地获得高抗广谱的抗虫材料,甚至可以从4~6个抗性基因重组后代中获得1级的高抗材料.同时,利用褐飞虱优异抗源BPHR96,获得一大批抗褐飞虱的创新种质.研究结果表明,BPHR96是具有重要利用价值的BPH抗性资源,抗性基因重组与聚合是培育广谱持久高抗性水稻品种的有效途径,特别是利用BPHR96与其他抗源进行抗性基因重组和聚合可为水稻育种提供更理想的抗性.     

普通野生稻稻褐飞虱抗性在水稻改良中的利用研究

本文报道了普通野生稻稻褐飞虱抗源的杂交利用技术及其获得的一大批抗性创新种质和育种品系。研究了杂交后代性状分离、不同杂交方式、抗性鉴定时期和花药培养的抗性育种效果，证明了复交和回交方式、花药培养获得纯合体、以及早期(F2)抗性鉴定是在育种上利用的关键技术措施。本项目还配制了大量(293个)杂交组合，进行稻褐飞虱抗性创新品系的选育工作，对选育出的493个遗传稳定品系进行抗性鉴定、运用RAPD标记对筛选出的143份抗性育种品系进行分子标记多态性分析，从中首次获得了一大批(120份)具有DNA分子标记多态性(遗传多样性)的抗性创新种质，为今后培育抗性品种打下基础。研究还初步培育出5个具有生产应用价值的高产(或优质)抗稻褐飞虱育种品系和杂交稻组合。     

水稻细菌性条斑病的广谱抗性资源筛选

[目的]筛选在多个生育期对多个强致病力细菌性条斑病病菌具有广谱抗性的水稻材料,为水稻细菌性条斑病抗性品种的培育提供可靠抗源材料.[方法]以1100份具有丰富遗传背景的水稻品系为试验材料,以高感病品种金刚30为感病对照,以5株强致病力水稻细菌性条斑病病菌为接种对象,采用针刺法进行多生育期、多个强致病力细菌性条斑病菌菌株重复接种抗性筛选鉴定.[结果]初筛获得14份抗病材料,占全部材料的1.27%.复筛获得9份具有中抗级别以上的材料,占全部材料的0.82%,其中有3份材料(RL6、RL9和RL14)在水稻的3个生育期对多株水稻细条病菌菌株具有抗性,尤其是RL6表现出对多菌株的广谱抗性,且抗性水平高;6份材料(RL2、RL4、RL5、RL8、RL11和RL12)在单个生育期对单株水稻细条病菌菌株具有抗性.[结论]获得3份对水稻细菌性条斑病具有多生育期广谱抗性的材料,可作为重要的抗源应用于水稻抗性品种培育,其中RL6可作为优质抗源优先应用于水稻抗性品种培育;获得6份在特定生育期对水稻细菌性条斑病具有抗性的材料,可作为候选抗源应用于水稻抗性品种培育.     

Bph36介导的抗性机制及相关信号通路的研究

褐飞虱（Nilaparvata lugens Stål., BPH）是水稻最主要的害虫之一,给水稻生产造成严重的危害。携带不同抗性基因的抗褐飞虱水稻材料抗性机制不同,挖掘普通野生稻抗褐飞虱基因并研究其介导的抗性机制及相关信号通路对水稻育种具有重要的意义。本研究基于课题组前期从广西普通野生稻‘W2183'挖掘出的位于4号染色体InDel标记S13和X48之间38 kb处新基因Bph36,以‘9311'和‘抗蚊青占'为感性对照,05RBPH16和NIL-Bph36为抗性对照,通过褐飞虱宿主选择性、蜜露量测定、褐飞虱存活率及褐飞虱生长速率等方法分析Bph36介导的抗褐飞虱机制;同时,以‘抗蚊青占'为感性对照,NIL-Bph36为抗性对照,通过qRT-PCR分析植物防御昆虫侵害的三大信号途径：水杨酸、茉莉酸和乙烯相关基因表达量的差异。抗性机制研究结果表明：褐飞虱在抗性材料植株上的虫口密度显著低于感性材料植株,抗性材料上的褐飞虱存活率、群体生长率及取食后排泄的蜜露量均比感性对照显著降低。Bph36介导的抗性机制是寄主抗生性和害虫趋避性相互作用的结果。qRT-PCR结果表明：褐飞虱取食后,各个时间段抗性材料NIL-Bph36植株中水杨酸合成相关基因EDS1、PAD4、PAL和水杨酸途径病程相关蛋白基因PR10的表达量显著高于感性材料‘抗蚊青占'植株中的表达量;抗性材料NIL-Bph36植株中,茉莉酸合成基因LOX2和茉莉酸积累基因AOS2的表达量比褐飞虱取食前显著提升,但是比同时段感性材料植株中表达量显著降低;褐飞虱取食后,抗、感性材料植株中乙烯信号途径基因EIN2的表达量都受到抑制,基因ACO3表达量都提高,但2种材料间的差异不显著。茉莉酸途径和乙烯途径参与了NIL-Bph36植株抗褐飞虱的基础防御反应,但Bph36激活的抗性不是茉莉酸和乙烯依赖的信号防御途径而是激活水杨酸依赖的系统获得性抗性。研究结果为进一步研究Bph36与其他抗性基因聚合,培育兼有多种抗性机制和防御信号途径的优良品种奠定基础。