水稻广谱抗瘟基因Pigm紧密连锁分子标记开发及其育种应用

根据广谱抗瘟基因Pigm精细定位结果,筛选获得共显性InDel标记DG-3在Pigm基因供体亲本谷梅4号与9个籼稻受体亲本之间存在明显且稳定的多态性。在T98B×谷梅4号和R640×谷梅4号2个组合的BC1F1群体中随机取单株进行稻瘟病抗性表型及基因型分析,结果表明,无论是田间病圃鉴定,还是室内接种鉴定,分子标记DG-3对这2个组合回交群体的抗稻瘟病表型选择效率达95%以上,说明DG-3与Pigm基因紧密连锁。在此基础上,采用分子标记辅助选择与回交育种相结合的方法,利用DG-3在9个组合的回交群体中选择含有目的基因的单株分别与相应轮回亲本逐代回交,分别获得了9个组合的BC3F1群体,为进一步连续回交定向改良轮回亲本的稻瘟病抗性奠定了基础。     

抗稻瘟病Pi2/9/z-t基因特异性分子标记的开发

通过对已克隆的抗稻瘟病基因Pi2、Pi9以及Piz-t进行序列比对,寻找各自特异的核苷酸差异,成功开发了基于PCR技术以及电泳检测技术的Pi2/Pi9/Piz-t以及Piz-t的基因特异性分子标记,能有效地将Pi2/Pi9/Piz-t与该位点上的其他抗性等位基因及感病等位基因区分开,这为分子标记辅助育种及抗病基因聚合提供有效的分子标记。用Pi2/Pi9/Pizt基因特异性分子标记对来自全国各稻区的共101份水稻品种和育种亲本进行分子检测,结果发现,除2个品种检测到Piz-t带型之外,大部分水稻品种不携带这3个抗性基因,这为有目的地开展品种的抗性改良提供了重要的参考信息。     

抗稻瘟病基因Pi9的STS连锁标记开发及在分子标记辅助育种中的应用

 利用带有广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75 1 127作为抗病基因供体亲本,用于扬稻6号和R6547抗病性的回交育种。通过比较75 1 127、扬稻6号和日本晴的Pi9基因位点的DNA序列,开发出了与Pi9基因紧密连锁的共显性STS（序列标记位点）标记PB9 1,用于Pi9基因的分子标记辅助选择。结合田间农艺性状选择和分子标记辅助选择,培育出8个Pi9基因纯合的回交后代株系。其中,具有扬稻6号和R6547遗传背景的株系各4个。经湖北恩施和宜昌的病圃鉴定,携带有抗病基因株系的稻瘟病抗性水平较受体品种扬稻6号和R6547有不同程度的提高。具有R6547遗传背景的株系08C893配制的杂交组合在上述病区的抗性表现也明显优于对照品种扬两优6号。上述结果说明,共显性标记PB9 1在Pi9抗稻瘟病基因分子标记辅助育种中具有应用价值,并且Pi9基因作为稻瘟病抗源之一可以在湖北稻区进行有效利用。     

抗稻瘟病基因Pi9的STS连锁标记开发及在分子标记辅助育种中的应用

利用带有广谱抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127作为抗病基因供体亲本,用于扬稻6号和R6547抗病性的回交育种。通过比较75-1-127、扬稻6号和日本晴的Pi9基因位点的DNA序列,开发出了与Pi9基因紧密连锁的共显性STS(序列标记位点)标记PB9-1,用于Pi9基因的分子标记辅助选择。结合田间农艺性状选择和分子标记辅助选择,培育出8个Pi9基因纯合的回交后代株系。其中,具有扬稻6号和R6547遗传背景的株系各4个。经湖北恩施和宜昌的病圃鉴定,携带有抗病基因株系的稻瘟病抗性水平较受体品种扬稻6号和R6547有不同程度的提高。具有R6547遗传背景的株系08C893配制的杂交组合在上述病区的抗性表现也明显优于对照品种扬两优6号。上述结果说明,共显性标记PB9-1在Pi9抗稻瘟病基因分子标记辅助育种中具有应用价值,并且Pi9基因作为稻瘟病抗源之一可以在湖北稻区进行有效利用。     

分子标记辅助选择Pi9基因改良水稻不育系桃农1A稻瘟病抗性

以籼稻品系75-1-127为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本,先后以三系保持系桃农1B及其不育系桃农1A为受体亲本,利用Pi9基因内共显性InDel标记CoInDF₁R₂开展MAS回交育种以定向改良桃农1A稻瘟病抗性。分子标记CoInDF₁R₂在75-1-127基因组中扩增出1条大小为354 bp的条带,而在桃农1B和桃农1A基因组中扩增条带大小约为470 bp。分别以75-1-127与CO39作为抗病对照与感病对照进行室内人工接种,得到桃农1A、桃农1B及其改良不育系和保持系的抗菌谱,结果显示,75-1-127的抗性频率为86.67%,桃农1A与桃农1B的抗性频率均为6.67%,而改良不育系桃农1A-Pi9及其保持系桃农1B-Pi9的抗性频率同75-1-127,且田间病圃表现高抗苗瘟。经田间不育特性、农艺性状与产量结构调查分析,育成1个高抗稻瘟病、不育性彻底且稳定、柱头外露率高、包颈粒率低、农艺产量性状优良的新不育系桃农1A-Pi9-1及其配套保持系桃农1B-Pi9-1,实现了桃农1A稻瘟病抗...     

应用分子标记辅助选择培育抗稻瘟病恢复系R153

稻瘟病是危害水稻最严重的病害之一.培育抗稻瘟病的水稻品种是减少因病害损失的有效方法.本研究以携带稻瘟病抗性等位基因Pi25的品系BL108为供体、恢复系恢11-32为受体,应用该抗性基因的连锁标记Si13070C和功能标记CAP3/BglⅡ进行分子标记辅助选择,培育出携带Pi25抗性等位基因的恢复系R153,经福建省上...     

稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2的聚合及其育种价值分析

水稻稻瘟病的发病受外界条件影响较大,单纯依靠人工接种抗性鉴定比较困难。因此,人工接种抗性鉴定与分子标记辅助选择结合应用对提高抗性育种效率具有重要意义。本研究利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2显性分子标记,对黑龙江省主栽品种空育131进行分子标记辅助选择,将Pi1和Pi2基因聚合到空育131中,对其原始亲本和不同基因组合聚合后代进行了稻瘟病田间抗性鉴定,对2个抗性基因的聚合效应进行了统计和评价,由此明确了Pi1和Pi2基因在寒地育种辅助选择中的应用价值。     

水稻抗褐飞虱基因Bph18(t)的STS标记开发及有效性验证

利用携有Bph18(t)基因抗褐飞虱材料与感虫材料之间在抗虫位点上的单核苷酸差异,成功开发出1个STS标记KC1。该标记可以准确区分含或不含抗虫基因Bph18(t)的基因型。进一步构建扬稻6号(9311)[不含Bph18(t)基因,感褐飞虱]/C4064[携有Bph18(t)基因]的F2群体进行抗虫鉴定,同时使用KC1标记检测F2群体单株的基因型。根据分子标记检测结果与抗虫表现之间的符合程度推算出标记的选择效果达到了82.6%。研究结果表明,KC1标记有较高的目的基因选择效率,可以应用于扬稻6号遗传背景下Bph18(t)基因的分子标记辅助选择。     

分子标记辅助育种在水稻育种中的应用

介绍了几种常用的分子标记辅助育种技术及其特点,对分子标记辅助技术在水稻主基因、抗病虫基因的转移和聚合、QTI．改良和杂交育种等方面的应用进行了综述。     

回交法在杂交稻抗瘟育种中的应用

以ＩＲ２６、ＩＲ２４为轮回亲本,赤块矮,ＩＲ５０等为抗源供体品种,采用回交育种法,,成功地将多个抗源的不同抗性基因导入轮回亲本,育成了一批抗稻瘟病的恢复系;用这些新育成的恢复系配组成选育得到汕优６２１６等一批抗稻瘟病的新组合,目前已在生产大面积推广。回交育种中的有关技术也进行了讨论。     

Strategy for Use of Rice Blast Resistance Genes in Rice Molecular Breeding

Rice blast is one of the most destructive diseases affecting rice production worldwide. The development and rational use of resistant varieties has been the most effective and economical measure to control blast. In this review, we summarized the cloning and utilization of rice blast resistance genes, such as Pi1, Pi2, Pi9, Pi54, Pigm and Piz-t. We concluded that three main problems in the current breeding of rice blast resistance are: availability of few R(resistance) genes that confer resistance to both seedling and panicle blast, the resistance effect of pyramided lines is not the result of a simple accumulation of resistance spectrum, and only a few R genes have been successfully used for molecular breeding. Therefore, novel utilization strategies for rice blast R genes in molecular breeding were proposed, such as accurately understanding the utilization of R genes in main modern rice varieties, creating a core resistant germplasm with excellent comprehensive traits, screening and utilizing broadspectrum and durable resistance gene combinations. Lastly, the trends and possible development direction of blast resistance improvement were also discussed, including new genes regulating resistance identified via GWAS(genome-wide association study) and improving rice blast resistance using genetic editing.     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta共显性分子标记的建立

 根据抗病基因Pi-ta和感病等位基因pi-ta在DNA序列上的单核苷酸长度多态性（single nucleotide length polymorphisms，简称SNLP）设计了3个特异性引物YL155、YL183和YL200，并分别用蓝色和绿色染料将YL155和YL183进行标记，而YL200不标记。在一个PCR反应中同时加入这3对引物，并应用ABI自动分析仪对PCR产物进行分析，结果发现，抗病基因Pi-ta纯合的样品获得一个峰值为181 bp的图谱，感病等位基因pi-ta纯合的样品获得一个峰值为183 bp的图谱，而抗病基因Pi-ta处于杂合状态的样品出现两个峰。由此建立了水稻抗稻瘟病基因Pi-ta的共显性分子标记。以杂交组合Katy/RU9101001的12个F2单株和15个水稻品种为材料，利用已建立的显性分子标记和稻瘟病菌人工接种试验对共显性标记的正确性进行了验证，结果发现三者的实验结果完全吻合，因此该共显性标记可应用于水稻抗病基因Pi-ta的分子标记辅助选择。     

具抗稻瘟病基因Pi25杂交稻恢复系的分子标记辅助选育

 从组合中156/谷梅2号所衍生的重组自交系群体中选择携带抗稻瘟病基因Pi25的3个株系,分别与高产恢复系9308和3 11配组,通过单粒传法获得的6个F6重组自交系群体用于研究。在Pi25先前定位的遗传图谱上,新增加与该基因紧密连锁的分子标记RM3330和A7,并结合RM3330和A7分子标记辅助选择的结果,共筛选到了109个Pi25基因纯合的株系。用现有的与恢复基因连锁的标记对这109个株系进行二次筛选,最终获得20个Pi25基因和恢复基因均纯合的株系。对育性恢复力鉴定试验表明,选育出的抗病恢复系具有较好的恢复能力,并已应用于育种实践;人工稻瘟病接种试验证实,所用标记不同,分子标记辅助选择的效率差异显著,单个标记辅助选择符合率均不高,而采用目标基因两侧连锁的标记同时进行辅助选择,则可以明显提高分子标记辅助选择符合率。     

Molecular Breeding for Rainfed Lowland Rice in the Mekong Region

Abstract

In the past 20 years, the rice-breeding program in Thailand had little success in developing new cultivars to replace Kao Dawk Mali 105 (KDML105) and Kao Khor 6 (RD6) for the rainfed lowland rice environments. The main reason for the poor adoption of new cultivars by farmers is the susceptibility to diseases and unacceptable grain qualities. The conventional breeding program also takes at least 15 years from initial crossing to the release of new cultivars. A new breeding strategy can be established to shorten the period for cultivar improvement by using marker-assisted selection (MAS), rapid generations advance (RGA), and early generation testing in multi-locations for grain yield and qualities. Four generation of MAS backcross breeding were conducted to transfer genes and QTL for bacterial blight resistance (BLB), submergence tolerance (SUB), brown plant hopper resistance (BPH) and blast resistance (BL) into KDML105. Selected backcross lines, introgressed with target gene/QTL, were tolerant to SUB and resistant to BLB, BPH and BL. The agronomic performance and grain quality of these lines were as good as or better than KDML105.