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。     

乙烯信号参与调控水稻纹枯病抗性的研究

 乙烯(ET)信号在植物抵抗各种逆境反应中具有重要作用,但目前关于乙烯信号在调控水稻纹枯病抗性中的作用仍缺乏系统研究。本研究以感纹枯病水稻品种Lemont和抗纹枯病水稻品种YSBR1为材料,分析了纹枯病菌接种后乙烯合成关键基因及信号传导途径中标志基因的表达水平,结果显示,纹枯病菌侵染可显著诱导相关基因的表达、激活乙烯信号。进一步采用乙烯合成抑制剂和信号激活剂处理水稻并进行接种鉴定,结果显示,两种化学剂分别可抑制或激活乙烯信号;无论是Lemont还是YSBR1,激活其乙烯信号均可显著增强抗病性,而抑制该信号均显著降低抗病性。对3个乙烯受体突变体(ethylene response2, etr2; ethylene response3, etr3; ethylene response sensor2, ers2)进行温室接种鉴定,发现突变体的病斑长度均极显著高于野生型对照。以上研究表明乙烯信号在水稻对纹枯病菌的防卫反应或基础抗性中具有十分重要的作用,结果将为进一步解析“水稻-纹枯病菌”间的互作机制、制定合适的病害综合防控策略提供理论基础。     

几个水稻品种源库关系分析

以不同穗型的5个水稻品种为试验材料,通过剪叶(见穗时剪去剑叶一半长度)、疏花(见穗时剪去逢奇数的一次枝梗)处理,研究其源、库特征.结果表明:3个粳稻品种中,剪叶和疏花处理,对大穗型品种中超123饱粒率和粒重的影响较大,其次是穗粒并重型品种恢236,对多穗型品种武陵粳l号的影响相对最小;中超123有明显的二次灌浆现象,是...     

一个水稻卷叶基因rl(t)的精细定位

 叶片适度卷曲是水稻理想株型塑造的重要组成部分。卷叶基因rl(t)在杂合状态下可使叶片适度卷曲,增加水稻产量,具有较高的育种利用价值。以卷叶珍汕97B\[携带rl(t)基因\]与平展叶品种奇妙香（轮回亲本）杂交并回交的BC5F3和BC5F4为定位群体,在前人关于rl(t)的定位区间内设计了15对多态性分子标记,将rl(t)精细定位于第2染色体上分子标记P95053和P113.6之间的11 kb范围内,遗传间距约0.04 cM。区间内只包含1个释义基因,预测编码GL2类同源异型结构域,属于同源异型盒家族中的HD GL2类（也称为HD ZIP Ⅳ）转录因子。卷叶基因rl(t)的精细定位为克隆目标基因和研究其调控机理奠定了基础。     

水稻抗纹枯病QTL qSB-9TQ和抗条纹叶枯病基因Stv-bi的聚合育种

以携带抗纹枯病QTL qSB-9^TQ的籼稻品种特青和携带抗条纹叶枯病基因Stv-bⁱ的粳稻品种镇稻88为优良等位基因供体亲本,江苏省推广的粳稻品种武育粳3号和武粳15为受体亲本,分别杂交并连续回交。在回交及自交分离世代,利用开发的覆盖目标基因区间的双侧分子标记对目标基因进行辅助选择。至回交BC₄F₁世代,同一遗传背景2个回交方向的中选单株间聚合杂交,获得2个目标基因位点均纯合的聚合F₃株系。条纹叶枯病抗性鉴定和纹枯病抗性接种鉴定结果表明,聚合株系对条纹叶枯病均表现抗病;以0~9级评级标准评价,聚合株系的纹枯病较相应的轮回亲本分别低1.1~1.6级和0.8~1.4级。结合回交低世代抗性鉴定结果分析,自行开发的分子标记对目标基因的辅助选择是有效的。讨论了抗纹枯病育种及分子标记辅助选择聚合育种的相关问题。     

以分子标记辅助选择育成抗条纹叶枯病水稻新品种“武陵粳1号”

条纹叶枯病是21世纪以来江苏省最重要的水稻病害之一。食味品质较优的主栽品种武育粳3号因高度感染该病而种植面积锐减。本研究以镇稻88为抗条纹叶枯病毒病基因Stvb-i的供体亲本,采用回交育种策略,改良武育粳3号的抗条纹叶枯病性能。在连续回交和自交过程中,以紧密连锁的双侧分子标记对Stvb-i进行“前景”选择,同时对后代与轮回亲本遗传背景的相似程度进行分子标记辅助“背景”选择,在短期内育成抗条纹叶枯病的“武育粳3号”,命名为“武陵粳1号”。新品种保持了原品种的基本农艺性状、丰产性、稳产性和优异的食味品质,并大幅度提高了其条纹叶枯病抗性水平,在江苏省多点抗性鉴定试验中的平均病株率仅为4.4%,极显著低于原品种(53.2%)。     

抗水稻纹枯病qSB-9^Tq基因效应及作用方式分析

水稻第9染色体上存在1个抗纹枯病QTL,被命名为qSB-9,水稻品种特青在该QTL上携带抗性等位基因qSB-9Tq,而Lemont携带相对感病等位基因qSB-9Le.为精确地评价qSB-9Tq的抗病效应,分析其作用方式,利用分子标记进行前景选择和背景选择,从轮回亲本Lemont与特青回交后代群体中筛选到1个目标单株.连续3年对该单株的扩繁后代(BC6F2)及随后获得的近等基因系采用嵌入法进行接种鉴定试验.田间试验采取2种不同的设计.第一种是完全随机试验,即从BC6F2分离群体中筛选出目标区间为qSB-9TqTq纯合型、qSB-9LeLe纯合型和qSB-9TqLe杂合型个体,并对3种基因型个体间的病级平均数差异进行统计分析.第二种设计为随机区组设计,即在BC6F3和BC6F4代,分别对上述3种基因型的近等基因系群体,按3次重复的随机区组设计进行移栽和接种鉴定试验.结果表明,3年的试验结果表现出一致的趋势,即qSB-9Tq存在于分子标记RM242～Y92.5之间,可减轻病级1.0级(O～9级病情分级系统)左右,且其抗性表现为几乎完全的显性特征.本研究的结果为qSB-9Tq的精细定位和育种利用奠定了基础.     

水稻不同类群品种间的纹枯病抗性评价和抗病新种质筛选

 种质资源筛选是抗病育种的前提和基础。以已知抗病水平的5份鉴别品种为对照,对水稻5个类群和1个混合类群的299份品种进行了温室苗期纹枯病抗性鉴定,筛选抗纹枯病水稻新种质。在“雾室/mist-chamber”环境下以改进的带菌木质短棒为接种物、以基于“叶枕高”的“0~9”级病级指标为标准,可有效区分对照品种间的抗病水平。299份品种中未发现免疫和高抗品种,中抗以上品种比例仅为36.5%,多数品种为中感至高感水平。就水稻不同类群而言,AUS类群中中抗以上品种的分布频率最高,超过60%;其次为ARO类群,为54.6%;分布频率最低的为TRJ类群,仅为22.7%。结合各品种苗高及与抗病对照YSBR1间的病级差异,从299份品种中筛选到7份抗病新种质,其中1份的抗性显著高于YSBR1,接近高抗水平。本研究为水稻抗纹枯病遗传育种提供了新的抗源,同时为选择合适的类群间品种杂交以培育抗纹枯病新品种提供了理论依据。     

水稻卷叶性状遗传及育种应用研究进展

水稻叶片卷曲,可有效解决叶长和叶挺两者之间的矛盾。叶片适度卷曲有利于降低群体消光系数,提高光合效率,进而提高产量。水稻卷叶基因的发掘和应用研究成为叶片性状研究的热点之一,作者概述了在水稻卷叶基因挖掘、卷叶性状的遗传和育种应用研究方面取得的进展,对其中存在的问题进行了分析,为进一步研究提出了建议。