水稻条纹病毒和介体灰飞虱抗性的QTL分析

水稻品种Kasalath高抗条纹病毒和介体灰飞虱。为剖析不同抗性类型基因之间的关系，利用回交重组自交系群体Nipponbare/Kasalath//Nipponbare分析了对条纹病毒和介体灰飞虱抗性的数量性状基因座。结果在第11染色体S2260–G257标记区间检测到1个与条纹病毒抗性相关的QTL（qSTV11），LOD值为9.2, 贡献率为35.79%；在第3染色体R1618–C595 和R2170–C1135标记区间各检测到1个与介体灰飞虱抗性相关的QTL (qSBPH3-a, qSBPH3-b)，LOD值和贡献率分别为3.12和2.96, 11.69% 和11.36%,表明条纹病毒和介体灰飞虱抗性由不同基因所控制,而且两者之间不相关。此外，还分别检测到两对与条纹病毒和介体灰飞虱抗性相关的上位性QTL，暗示水稻对条纹病毒和介体灰飞虱的抗性受主效和上位性QTL的共同影响。进一步分析发现SSR标记BJ11-8与qSTV11紧密连锁, 为分子标记辅助选择高抗条纹叶枯病水稻品种提供了基础。     

不同Waxy基因型水稻的遗传多样性

利用均匀分布于水稻基因组的238个微卫星标记对包含15种Waxy复等位基因的41个水稻品种(系)的遗传多样性进行了分析。结果表明有221对SSR引物在供试材料间检出多态性，共检出1156个等位基因，平均每个座位可检出5．23个等位基因；各个座位的多态信息量(Polymorphism information content，PIC值)的变幅为0．05—0．89，平均PIC值为0．59。聚类分析结果表明：41个供试品种(系)明显地聚为两大类群，分别对应于籼亚种和粳亚种，不同(CT)重复次数的品种(系)在两大类群中有明显的分布规律：(CT)重复次数较少(n=8、10、11和12)的品种(系)只出现在籼稻类群中，粳稻类群的重复次数相对较多(n=14—21)，而(CT：)。7和(CT)。8的品种(系)中既有属于籼稻类群的，又有属于粳稻类群的；Waxy基因第一内含子5’端剪切位点上的G—T单核苷酸多态与籼粳分类没有直接联系。41个品种(系)之间的遗传相似系数介于0．13—0．88之间，平均相似系数为O．35。Waxy座位上丰富的等位基因，以及品种间较高的遗传多样性，为水稻的品质育种提供了丰富的种质资源。     

灰飞虱胁迫下水稻防卫相关基因的表达

灰飞虱是我国水稻生产上的一种重要害虫。运用荧光定量PCR方法及特异性引物,对不同时间(12、24、36、48和72 h)灰飞虱胁迫下抗虫和感虫水稻品种中主要防卫途径的相关基因进行转录水平上定量分析。灰飞虱取食后,与水杨酸合成途径相关的基因PAL、NPR1、EDS1和PAD4在抗灰飞虱品种Mudgo中的表达水平均高于在感虫水稻Kittake中。接虫12 h后,PAL基因表达量达到未接虫时的6.914倍;在Mudgo中,PAL基因相对表达量上升更快,在24、48和72 h分别是Kittake中的42.848、70.743和69.193倍。NPR1基因在灰飞虱为害12、36和72 h后,在Mudgo中的表达量分别是Kittake中的4.690、6.231和4.112倍。与茉莉酸合成相关的基因LOX和AOS2,在灰飞虱为害36 h后,在Kittake中的表达水平显著高于Mudgo中。乙烯信号途径中的受体基因EIN2在Kittake中的表达量也高于Mudgo中。结果表明,灰飞虱取食激活了抗虫水稻Mudgo中依赖水杨酸介导的抗性途径,同时诱导感虫水稻Kittake产生了依赖茉莉酸/乙烯途径的防卫反应,PAL和NPR1基因的表达在调节Mudgo抗灰飞虱中具有重要作用。     

水稻条纹病毒在玉米和水稻上流行差异分析

为了明确水稻条纹病毒(RSV)在水稻和玉米上发生程度差异明显的原因,从一个侧面了解RSV流行本质,2004年在洪泽进行田间试验。采用黄盘诱集、盘扑、盘刮、肉眼计数等方法比较武育粳3号和掖单13上灰飞虱侵入和消长动态,结果表明两者均只有一个成虫侵入高峰,单位面积迁入虫量前者是后者的3.6倍,单株平均虫量相近。Dot-ELISA法测定灰飞虱带毒率为40%,成虫迁移扩散高峰期22d内两者接毒量约为每天百株137头带毒虫。武育粳3号有二代若虫发生,掖单13则无。逐日调查发病进程,结果显示水稻发病率为60%,玉米为0。室内抗性鉴定,掖单13对RSV的抗性比武育粳3号高4个级别。综合以上结果,寄主品种抗性决定了RSV在水稻和玉米上流行状况,二代若虫重复侵染是RSV在水稻上重发的另一主要原因。     

寒地水稻种质资源遗传多样性分析

水稻是重要的粮食作物之一,寒地稻作区是中国重要的粮食基地。种质资源的遗传多样性是寒地水稻育种亲本选育的前提和基础。本研究利用分布于水稻12条染色体上的50对SSR引物对192份寒地水稻种质资源进行遗传多样性检测。结果显示:共检测到217个等位位点,等位位点数目平均值为4.34,供试的SSR标记中被检测到的等位位点数目变幅在2～10个之间;各位点检测到的主要等位基因频率平均值为0.568 7,变幅在0.229 1～0.986 8之间;位点间基因多样性平均值为0.532 1,变幅为0.026 1～0.849 0;观测杂合率平均值为0.009 9,变幅为0～0.396 7,其中41个位点为纯合;多态信息含量平均值为0.482 9,变幅为0.025 8～0.831 0,供试寒地水稻种质遗传多样性较低。基于Nei's遗传距离将192份寒地水稻种质资源进行聚类分析,将供试种质分为20个类群。本研究分析了寒地水稻种质资源的遗传多样性,为寒地水稻遗传育种的亲本选择提供了参考依据。     

利用SSR标记分析黑龙江水稻区域试验品系的遗传多样性

利用20个表型性状和51个SSR标记分析25份黑龙江省一积温带区域试验品系、20份21世纪推广品种和14份21世纪以前推广品种的的遗传多样性,共检测到92个表型变异和166个SSR等位基因,其中21世纪区试品系表型变异数和SSR等位基因数分别为64,142个(平均2.78个),21世纪推广品种表型变异数和等位基因数分别为78,126个(平均2.47个),21世纪以前推广品种表型变异数和等位基因数分别为82,127个(平均2.49个)。遗传变异主要存在于品种间(94%),群体之间(6%)差异较小。聚类分析将供试材料分为4类,21世纪区试品系形成了独立的类群,其SSR遗传多样性极显著高于21世纪以前和21世纪推广品种,但是黑龙江水稻遗传多样性相对于其他地区仍处于较低水平,应进一步拓宽遗传基础。     

传染性支气管炎病毒S1基因的遗传多样性

为全面分析传染性支气管炎(IBV)流行株S1基因的遗传变异,结合1992-2008年间从山东乃至全国分离鉴定的IBV毒株,在进行抗原性研究的基础上,对17株IBV毒株分别进行了S1基因的克隆测序,并与GenBank中具有代表性的参考株进行同源比较,同时对其高变区HVRⅠ氨基酸基序进行分析.根据系统发育树,结合病毒发生的年代、地域和临床病理,将58株IBV国内外毒株初步分为6个基因型,其中,国内流行株主要涵盖5种基因型,大部分流行株属于基因Ⅴ型(北方株为主)和基因Ⅳ型(南方株为主),两种类型毒株相互交织,呈现复杂的流行形式.对IBV高变区HVRⅠ氨基酸基序分析表明,多数毒株存在不同程度的点突变,尚有4株分离株在33位和34位之间有氨基酸残基的插入.S1基因的遗传变异具有多样性,与常规疫苗株和国外参考株相比,无论是核苷酸还是氨基酸均发生了较大的变异.不同IBV毒株S1基因片段与其全长之间遗传变异高度相关(r=0.968),但IBV流行株与疫苗株的遗传距离愈来愈远,彰显出IBV流行株在H120的免疫压力下,已经发生了较大程度的变异.     

水稻条纹叶枯病抗性育种研究

利用日本育成的抗条纹叶枯病优质粳稻品种,与江苏高产品种杂交,将其条纹叶枯病抗性导入江苏高产粳稻品种,达到有利基因的聚合,改良现有粳稻品种的条纹叶枯病抗性。结果表明,在充分发病的自然条件下对条纹叶枯病抗性选择的效果十分明显,只要具有一定的选择压,很容易选择到抗性好的株系。关东194是一个优良的条纹叶枯病抗源亲本,在粳稻条纹叶枯病抗性改良和品质改良中值得加以利用。通过连续3年的定向选择,已经获得一批抗条纹叶枯病的优良品种（系）。其中“宁4009”已于2007年1月通过江苏省审定,定名为“南粳44”。     

玉米粗缩病毒的传毒介体灰飞虱的虫量、不同播期对玉米粗缩病的影响

1996～ 1999年连续 4年 ,在玉米粗缩病的常发重病区河北省辛集市夏玉米区 ,对灰飞虱虫口数量、不同播期和玉米粗缩病发生程度进行了系统调查。结果表明 :在灰飞虱大发生年和常发生年 ,6月 15日以后为河北省夏玉米区的安全播期 ;在灰飞虱的极轻发生年 ,不同播期对病情无明显影响。因此 ,播期是影响玉米粗缩病发生的关键因素 ;灰飞虱虫量是玉米粗缩病发生发展的重要因素 ,预测灰飞虱的发生情况 ,适期播种 ,可有效地防治玉米粗缩病 ,达到高产稳产。     

水稻抗病基因同源序列多态性与品种鉴定

利用已知植物抗病基因不同保守序列设计的S1/AS3和XLRR for/XLRR rev两对引物对22个水稻品种DNA进行PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳.分析结果表明水稻抗病基因同源序列类型丰富,2对引物共扩增出143条带,品种间有差异的谱带92条,根据谱带差异可将供试品种完全鉴别出来.证明抗病基因同源序列分析可以用于水稻品种鉴定.     

不同地理来源旱稻种质资源的遗传多样性分析

用38对SSR引物对144份不同地理来源的旱稻种质资源进行遗传多样性分析。结果表明,共检测到137个等位变异,平均每对引物检测到3.6个,等位变异范围2~9。Nei基因多样性指数（He）在0.440（RM162）~0.854（RM335）之间,平均0.598。旱稻种质资源亚种间SSR多样性差异明显,籼稻的等位基因数目和Nei基因多样性指数（Na = 3.5,He = 0.558）明显高于粳稻（Na = 3.2,He = 0.415）。Nei基因多样性指数以亚洲最高,非洲最低,亚洲其他（He = 0.594）>中国（He = 0.593）>南美（He = 0.545）>非洲（He = 0.512）。AMOVA分析表明,旱稻种质资源的遗传变异主要来自亚种内（占总变异的76.3％）,亚种间遗传分化极显著。系统聚类能较好地区分籼粳亚种,但不能区分地理组。旱稻种质资源丰富的遗传多样性为水稻节水抗旱品种的选育提供了条件。     

野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性

为评价野生稻与亚洲栽培稻的遗传多样性及其变异关系,56对SSR引物被用于研究广泛地理分布的55份普通野生稻(其中32份O. rufipogon和23份O. nivara)和25份亚洲栽培稻(14份indica和11份japonica)样本。298个多态性位点被检出,占总扩增等位点的98.68%。野生稻多态性位点的百分比(平均达91%)及Nei’s遗传多样性值(h)明显高于亚洲栽培稻,表明普通野生稻比亚洲栽培稻具更丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示野生稻的两个类群(O. rufipogon和O. nivara)关系密切,但在遗传上存在明显的分化,支持其作为两个独立物种的分类观点。许多普通野生稻中籼粳分化尽管不很明显,然而亚洲栽培稻的籼粳亚种分化是明显的。亚洲栽培稻与多年生普通野生稻(O. rufipogon)关系更为密切,符合异源起源的遗传分化模式。     

条纹病毒RSV在灰飞虱与稻株之间传递速率的研究

为进一步深入研究RSV（rice stripe virus）在灰飞虱和稻株之间的传递情况,此研究选用水稻条纹叶枯病易感品种‘武育粳7号’,让带毒灰飞虱在健康稻株上取食1.5 h和3 h后,于1.5 h、3 h、6 h、12 h、1天、2天和4天采样,采用RT-PCR技术检测稻株被RSV侵染情况。结果表明,当带毒灰飞虱在健株上取食3 h后,可在其体内检测出RSV,说明已将病毒有效地传入到稻株内,且带毒灰飞虱取食时间越长,稻株的获毒概率越大;采用斑点免疫吸附法（dot immunobinding assay,DIBA法）检测非带毒灰飞虱在携带RSV稻株上取食0.25 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h和8 h后虫体带毒情况。结果表明,当无毒灰飞虱在携毒稻株上取食0.5 h后就能顺利获毒,而且随着取食时间的延长,灰飞虱获毒的比率越大。此研究首次从分子水平上对带毒灰飞虱传递RSV到稻株体内的情况进行了检测,同时结合灰飞虱获毒速率的研究结果,可为水稻条纹叶枯病的预测预报提供一种新的途径。     

灰飞虱体内沃尔巴克氏体的检测

采用沃尔巴克氏体(Wolbachia)表面蛋白基因(wsp基因)的通用引物81F和691R对河北曲阳和容城灰飞虱(Laodelphax striatellus)体内的Wolbachia进行PCR检测,结果表明,从灰飞虱DNA样品中可扩增出600 bp大小的wsp目的基因片段,证实河北曲阳和容城田间的灰飞虱种群有Wolbachia 感染;对wsp目的基因片段的序列测定和同源性分析表明,河北的2个灰飞虱种群感染的Wolbachia与来自白背飞虱的wFur品系、灰飞虱的wStri品系亲缘关系较近,同属于Wolbachia B大组Con组.     

水稻品种空育131的稻瘟菌致病菌株的遗传多样性分析

采用AFLP(Amplified fragment length polymorphism)技术初步分析了采自黑龙江省稻田49个稻瘟病菌的遗传多样性.这些菌株在0.68的相似水平上被划分为6个宗谱,宗谱G1和G3为优势宗谱,均含有17个菌株,各自占菌株总数的35.1％.在0.90相似水平上被划分为48个宗谱,显示丰富的遗传多样性.人工接种结果表明多数稻瘟病菌株具有强或较强致病力,占69.23％.上述结果为了解黑龙江省稻瘟病菌群体结构特征及水稻抗稻瘟病育种提供信息.