水稻稻瘟病抗性基因Pi-2(t)的精细定位

利用重组自交系群体对水稻稻瘟病抗性基因Pi-2(t)进行精细定位, 将Pi-2(t)定位于分子标记RG64和AP22之间, 遗传距离分别为0.9 cM和1.2 cM. 该研究建立了Pi-2(t)基因和分子标记之间的紧密连锁, 为提高分子标记辅助选择育种的效率, 以及克隆该基因奠定了基础.     

Basmatic370突变体BTX抗稻瘟病遗传分析及基因标记定位

BTX是由Basmatic370突变而来的优质抗源籼稻品种,它对稻瘟病菌(Mangnaporthe grisea(Hebert)Barr)具有广谱抗性.为了挖掘和定位BTX含有的稻瘟病抗性基因,首先利用7个对丽江新团黑谷(LTH)致病,但对BTX非致病的稻瘟病菌株95-59a、98-288a、00-193a、05-20a、05-135a、06-138a和RB6分别接种以BTX为抗性供体、LTH为感病亲本获得的102个重组自交系(recombinant inbred lines,RILs).其中3个菌株95-59a、98-288a和05-20a在RILs后代群体的抗感比率符合R:S=3:1,其抗性由两对显性基因控制;而其余4个菌株00-193a、05-135a、06-138a和RB6在RILs后代群体的抗感比率符合1R:IS,它们的抗性由一对基因控制.本研究选用致病谱较广的菌株00-193a进行抗性基因标记定位,旨在鉴定出对华南稻区具有广谱抗性的稻瘟病基因.用菌株00-193a接种由BTX和LTH杂交获得的F2群体后代个体,F2后代群体的抗感比率符合R:S=3:1,表明BTX对接种菌株的抗性受一对显性主效基因控制.并由此构建了由400个极端感病个体组成的作图群体用于基因的分子定位.选用250个平均分布于水稻12条染色体上的SSR标记对由00-193a接种的RILs群体构建的抗病池和感病池进行筛选和连锁分析.结果发现,位于第11染色体上的1个微卫星标记RM224与抗性基因连锁.进一步连锁分析表明,共有5个标记RM27181、RM27272、RM224、RM27334和RM37363与目的抗性基因Pibt(t)连锁,遗传距离分别为7.74 cM、1.50 cM、0.25 cM、10.59 cM和13.24 cM.基因被初步定位于RM224和RM27334之间约10.84 cM的遗传区域.     

水稻两用核不育系龙S抗稻瘟病主效基因的定位

龙S是一个广谱抗稻瘟病的水稻两用核不育系,利用分子标记技术精细定位其主效抗性基因,对于培育抗稻瘟病水稻新品种具有重要意义。采用来自国内外的41个稻瘟病菌系通过接种鉴定方式对龙S进行了稻瘟病抗谱分析,结果显示龙S的抗性频率为100%,对其中39个菌系表现高水平抗性,与Pi9的携带品种75-1-127抗性频率和抗病级别基本相当。群体遗传分析表明龙S的抗性基因表现为显性遗传方式,对于不同菌系龙S表现出不同的抗病遗传模式,其中龙S对稻瘟菌系318-2的抗性由单基因控制。通过抗病亲本龙S与感病亲本日本晴构建F₂分离群体,采用BSA (bulk segregant analysis)及RCA (recessive class analysis)分析方法,将龙S的主效抗病基因精细定位于第9染色体上的SSR标记M1-M2所在的1.31 cM区间,与已克隆的广谱抗稻瘟病基因Pi5位于相邻的染色体区域。抗谱分析表明,龙S与Pi5、Pii单基因系的抗性频率差异明显,抗谱较后二者更广。龙S主效抗性基因的精细定位,为进一步揭示其与Pi5、Pii的等位关系以及通过分子标记辅助选择培育抗病水稻新品种奠定了基础。     

水稻稻瘟病抗性基因定位与候选基因辅助选育

本试验研究了304个来源于中156／谷梅2号的重组自交系（RIL）和80个来源于Vandana／Moroberekan的高世代回交群体（BC3B和BC3F4）。在RIL中，利用RFLP，RAPD，SSLP，RGA和候选基因标记定位了一个对菲律宾稻瘟病菌株Ca89（谱系4）的抗性主基因，该基因来源于谷梅2号，暂定名为Pi-26（t），位于第6染色体上的两个RGA标记之间，距离标记RGA24a为4．9cM，距离RGA6a为8．4cM。同时，定位了对浙江稻瘟病菌株92-183的两个抗性基因，其中一个基因来自于中156，     

利用分子标记辅助选择将抗稻瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17

本研究采用杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料P2的水稻广谱高抗稻瘟病基因Pi-9(t)导入杂交水稻恢复系泸恢17,再利用抗稻瘟病基因Pi-9(t)的特异分子标记pB8检测该目的基因,获得68份携有Pi-9(t)基因型的回交株系。基因型鉴定表明株系WR1023、WR1043、WR1056和WR1062为均含有Pi-9(t)基因纯合的回交后代株系。表型分析表明WR1023和WR1056株系农业性状已稳定,且其株叶型、抗稻瘟病及配合力较好,我们认为可以用作育种抗性亲本材料。     

水稻抗稻瘟病Pigm(t)基因的分子标记辅助选择与利用

旨在快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。采用定向回交育种策略,运用分子标记辅助选择技术和花药培养技术,快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。以籼稻品种谷梅4号为稻瘟病抗性基因Pigm(t)的供体,以高产易感稻瘟病的品系武运粳29196为受体,在连续回交和自交过程中,利用与Pigm(t)紧密连锁的In Dels标记S95477和S29742进行分子标记辅助选择。在BC2F1世代,进行花药培养,获得185个双单倍体群体(DH群体),从中筛选出82个含有Pigm(t)基因的改良株系。在经过对农艺性状、稻瘟病抗性的系统鉴定与稻米品质性状测定后,发现改良株系DH036和DH158的综合性状与武运粳29196已十分相近,且稻米品质有所提升,保持了武运粳29196丰产性的同时,稻瘟病抗性有了明显的提高。利用定向回交、花药培养和分子标记辅助选择相结合的技术体系,可明显提高稻瘟病抗性改良的预见性和准确性,缩短育种年限、加快育种进程。新育成的武运粳29196抗性改良系,为稻瘟病抗性育种提供了重要的遗传资源。     

分子标记辅助选育聚合抗稻瘟病基因Pi5及Pita的水稻新品系

稻瘟病是对水稻生产具有严重威胁的真菌病害,选育并推广聚合多个抗稻瘟病基因的抗病品种是防控该病最为经济有效的途径。本研究以携带不同抗稻瘟病基因的‘吉粳105’(Pita)和‘T639’(Pi5)为亲本杂交衍生的后代群体为试材,利用分子标记辅助育种技术,筛选到3个聚合抗稻瘟病基因Pita和Pi5的后代。并以其中一个株系‘吉2011TK50’为试验材料,利用人工接种鉴定、显微观察及定量PCR等技术研究‘吉2011TK50’的抗病表型及抗性分子机制。结果表明,抗稻瘟病基因的聚合能够增强该品系对稻瘟病的抗性。显微观察和抗稻瘟病基因表达分析发现,基因聚合株系在接种稻瘟病菌后24 h PR基因表达量显著升高,被稻瘟病菌侵染的细胞开始出现过敏性死亡等抗病反应,抑制了稻瘟病菌的进一步侵染。研究结果证实聚合Pita和Pi5可提高水稻品种对抗稻瘟病的抗性,这可为抗病基因聚合育种提供参考。     

利用Pi-1基因邻近SSR标记鉴定稻瘟病抗性

Pi-1是具有广谱抗性的水稻显性主效抗稻瘟病基因,位于水稻11号染色体末端。本研究选择靠近此处的SSR标记15对,用含有Pi-1基因的Lac23与不含Pi-1基因恢复力强的N优69-1进行检测。检测出有差异条带5对引物,分别为RM224、RM254、RM2136、RM6094和RM6293。另外,以N优69-1为母本,以LAC23为父本进行杂交至F8代群体,利用上述差异分子标记,在F8趋亲单株中选择与Lac23标记一致的单株,与田间稻瘟病鉴定结果相比较。结果显示,RM6293对含有Pi-1基因材料的选育有较大的准确度,其次为RM254RM224RM2136RM6094。本实验与其它研究不同的是采用了F8代群体,认为多次自交重组后的遗传稳定株系才可能得到稳定的标记。     

水稻稻瘟病部分抗性基因的定位与克隆研究进展

水稻对稻瘟病的抗性一般分为完全抗性和部分抗性。相对完全抗性而言,部分抗性属数量性状,受抗性QTLs控制,具有抗扩展和减轻病害的作用,呈现广谱持久抗病的特点。迄今已鉴定和定位了300多个抗性QTLs位点,并克隆了2个主效和3个微效QTLs。本文概述了水稻稻瘟病部分抗性基因定位与基因克隆的研究进展,探讨了利用部分抗性培育广谱或持久抗病品种的途径。     

1092份水稻材料稻瘟病抗性鉴定及抗性标记分析

在福建省沙县稻瘟病重发区,对1092份水稻材料进行连续3年的田间苗叶瘟和穗茎瘟的自然鉴定,供试材料中高抗、抗、中抗、中感、感和高感材料分别为124、99、121、545、156和47份。利用14个与抗性基因紧密连锁的SSR标记及3个源于抗病基因序列的显性标记,对其中130份抗性较好的材料进行了遗传背景分析,14个SSR标记引物共扩增到87个等位位点,每一标记的等位位点变幅为2～13个,平均为6.2个,每个SSR位点的多态性信息含量(PIC)变化范围为0.379～0.9,平均为0.695;不同抗性亲本材料出现抗性基因的标记为2～9个,其中与抗病基因Pi35、Pi-yt及Pi-ta相对应的标记RM1003、RM202和YL155/YL87的概率较高。     

Identification of microsatellite markers linked to the blast resistance gene <Emphasis Type="Italic">Pi-1(t)</Emphasis> in rice

The present work was conducted to identify microsatellite markers linked to the rice blast resistance gene Pi-1(t) for a marker-assisted selection program. Twenty-four primer pairs corresponding to 19 microsatellite loci were selected from the Gramene database (www. gramene.org) considering their relative proximity to Pi-1(t) gene in the current rice genetic map. Progenitors and DNA bulks of resistant and susceptible families from F₃ segregating populations of a cross between the near-isogenic lines C101LAC (resistant) and C101A51 (susceptible) were used to identify polymorphic microsatellite markers associated to this gene through bulked segregant analysis. Putative molecular markers linked to the blast resistance gene Pi-1(t) were then used on the whole progeny for linkage analysis. Additionally, the diagnostic potential of the microsatellite markers associated to the resistance gene was also evaluated on 17 rice varieties planted in Latin America by amplification of the specific resistant alleles for the gene in each genotype. Comparing with greenhouse phenotypic evaluations for blast resistance, the usefulness of the highly linked microsatellite markers to identify resistant rice genotypes was evaluated. As expected, the phenotypic segregation in the F₃ generation agreed to the expected segregation ratio for a single gene model. Of the 24 microsatellite sequences tested, six resulted polymorphic and linked to the gene. Two markers (RM1233*I and RM224) mapped in the same position (0.0 cM) with the Pi-1(t) gene. Other three markers corresponding to the same genetic locus were located at 18.5 cM above the resistance gene, while another marker was positioned at 23.8 cM below the gene. Microsatellite analysis on elite rice varieties with different genetic background showed that all known sources of blast resistance included in this study carry the specific Pi-1(t) allele. Results are discussed considering the potential utility of the microsatellite markers found, for MAS in rice breeding programs aiming at developing rice varieties with durable blast resistance based on a combination of resistance genes. Centro Internactional de Agricultura Tropical (CIAT) institute where the research was carried out     

SSR对黑龙江省主栽水稻品种抗瘟基因Pi-1的检测分析

应用水稻稻瘟病抗性基因Pi-1紧密连锁的3个微卫星标记RM144、RM224和MRG4766对黑龙江省49主栽水稻品种(系)进行抗瘟基因Pi-1检测分析。结果表明,用3个与抗瘟基因Pi-1紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-1有检测是非常有效的途径,检测到富士光等14个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻品种(系)中的分布情况,为分子育种、合理搭配种植品种等提供了理论依据。     

Molecular mapping of a new gene for resistance to rice blast (Pyricularia grisea Sacc.)

A single dominant blast resistance gene conferring resistance to a Korean rice blast isolate was identified in rice variety `Suweon 365'. We report the chromosomal localization and molecular mapping of this blast resistance gene designated as Pi-18, which confers resistance to Korean isolate `KI-313' of the blast pathogen. To know whether there is a relationship among genes conditioning resistance to location-specific isolates of the blast pathogen and thereby to identify linked markers to resistance gene for isolate KI-313 collected in Korea, RFLP markers previously reported to be linked to major blast resistance genes in different rice germplasm and other markers mapped to nearby regions were surveyed for polymorphism between a resistant (`Suweon 365') and a susceptible (`Chucheongbyeo') parent. Linkage associations of the RFLP markers with the resistance gene were verified using an F2 and F3 segregating population of known blast reaction. RFLP analysis showed that Pi-18 was located near the end of chromosome 11, linked to a single copy clone RZ536 at a distance of 5.4 centiMorgans (cM) and that this gene was different from Pi-1(t). An allelism test revealed that this gene was also different from Pi-k. Currently, a combination of RAPD and microsatellite primers is being employed to find additional markers in this region. Tightly linked DNA markers will facilitate selection for resistant genotypes in breeding programs and provide the basis for map based cloning of this new blast resistance gene. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

黑龙江省稻瘟病菌生理小种毒力基因分析与抗病育种策略

近年来黑龙江省稻瘟病危害程度加重,给水稻生产造成巨大损失。为了解当地稻瘟病菌生理小种及其毒性基因的组成与分布,有针对性地利用抗性基因,选育抗病品种和使之合理布局,本文利用9个日本鉴别品种、7个中国鉴别品种、31个抗稻瘟病单基因系及12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173个稻瘟病菌株进行致病性测定。结果鉴定出55个日本小种,优势小种为017、077、037、377和047,总频率为42.29%。鉴别力比较结果证实日本鉴别品种比中国鉴别品种更适合于当地稻瘟病菌致病性变异与小种分化研究。在12个主栽品种中,除龙粳14、龙盾104外,其他品种已经或正在丧失对稻瘟病的抗性。Pi9基因在所有积温区对稻瘟病菌株的抗谱都最广(平均94.80%),是当前黑龙江省水稻育种上极有价值的抗性基因;基因Piz-5(CA)、Piz-5(R)、Pita-2(R)、Pita-2(P)、Pi12(t)和Pi20(t)对供试菌株有高于70%的抗谱,也具有较高的利用价值。黑龙江省当前抗稻瘟病育种的策略应该是,在利用抗源龙粳14、龙盾104和Pi9的基础上,通过分子标记辅助选择方法聚合一至多个广谱抗性基因;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。     

一个粳稻来源抗稻瘟病基因的鉴定、遗传分析和基因定位

7001S是一个广谱抗稻瘟病的粳稻两用核不育系,对来自全国不同稻区的22株稻瘟病菌系均表现为高度抗性。通过构建7001S/80-4B F2群体的遗传分析和初步定位表明,F2分离单株对稻瘟病菌的抗性呈明显的抗、感双峰分布,抗感分离符合3﹕1的理论比例,说明粳稻7001S对稻瘟病菌的抗性由1对显性核基因或一个显性QTL位点控制,并将该基因初步定位于第11染色体长臂末端。进一步通过扩大遗传群体和分子标记开发,利用基于BSA的隐性群体分析技术,将目的基因精细定位于P21-2415和RM27322之间约310 kb的范围内,并获得了可用于分子标记辅助选择的紧密连锁和共分离分子标记,同时对目标基因所在区域进行基因预测,初步确定了候选基因。为进一步开展该抗稻瘟病基因的克隆、功能验证和抗病机理研究,以及通过分子标记辅助选择技术培育抗稻瘟病水稻新品种等工作奠定了基础。     

抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记的筛选与应用

根据已报道的双侧连锁标记并利用已公布的水稻基因组序列信息,在广谱抗稻瘟病基因Pi-2（t)的附近找到了一个新的SSR标记,记为SRM24,估计它与Pi-2（t)间的距离大约只有0．5cM或43kb。利用该标记,成功地将Pi-2（t)从供体材料5173导入到迄今广泛使用的雄性不育保持系珍汕97B中,获得了一批携有Pi-2（t)的珍汕97B近等基因系。     

利用分子标记技术聚合Pi-1和Pi-2基因改良三系不育系荣丰A的稻瘟病抗性

以籼型水稻材料BL122为稻瘟病抗性基因的供体亲本,三系不育系荣丰A的保持系荣丰B为轮回亲本,通过常规杂交、回交、田间农艺性状筛选和分子标记辅助选择相结合,将Pi-1、Pi-2两个基因导入到荣丰B中,获得5个带有两个目标基因的改良保持系纯合株系。利用广东省致病性代表的30个稻瘟病菌株进行人工接种鉴定,5个改良株系的抗性频率均为100%,而原始对照荣丰B的抗性频率仅为56.67%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的穗颈瘟均为1级,表现高抗,而对照为7级,表现感病。所有改良保持系株系与荣丰A杂交和回交进行不育系转育,根据农艺性状综合评价,筛选出不育性彻底、后期熟色好的三系不育系安丰A。利用该不育系与一批恢复系配组,其杂交稻组合均表现出良好的稻瘟病抗性和丰产性,显示出很好的应用前景。     

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。