湖北省水稻白叶枯病菌致病型分化检测与分析

为了掌握湖北省水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)的致病型分化和变异动态,采集湖北省水稻种植区白叶枯病样品分离白叶枯病菌,用含不同白叶枯病抗性基因的近等单基因系IRBB2、IRBB3、IRBB5、IRBB13、IRBB14和IR24作为鉴别寄主,采用剪叶接种,根据寄主和分离菌株的互作反应检测病菌的致病型分化。鉴定结果表明,在湖北省水稻白叶枯病的致病型R9(SSSSSS)占鉴定菌株的46.2%,还有Unknown类型的菌株占38.5%。与前人研究结果相比,湖北白叶枯病菌致病型发生了很大的变异,主要致病型由R4变成了R9,且出现了以前没有的R8(SSRSSS)类型和Unknown类型。同时,鉴定了Xa7和Xa23介导的湖北省白叶枯病菌的抗性,Xa7有2个分离菌株可以克服其抗性,而Xa23能抗所有分离菌株,因此在湖北省可以利用这2个基因进行水稻抗白叶枯病育种。     

中国水稻主产区白叶枯病菌致病型分析及近等基因系鉴别寄主的构建

【目的】分析中国不同稻区白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）致病型,建立近等基因系鉴别寄主,为白叶枯病菌群体结构田间实时准确监测、抗性品种应用以及抗病育种提供科学依据。【方法】利用中国鉴别寄主、IR24以及15个抗白叶枯病近等基因系等共21个鉴别寄主,采用人工剪叶接种方法,对2018—2021年采自广东、广西、海南、浙江、湖南、辽宁、云南共7个省（自治区）的954个单菌落分离菌株进行致病型测定,探明白叶枯病菌致病型种类、分布及毒性分化;基于测试菌株与15个近等基因系及IR24的抗感互作,应用主成分因子分析法,开展近等基因系与病菌互作的变量因子分析,构建白叶枯病菌致病型近等基因系鉴别寄主;基于抗病基因与测试菌株的抗感反应,分析抗病基因聚合效应。【结果】954个测试菌株在中国鉴别寄主上鉴定出11个致病型,包括SRRRR（I）、SSRRR（Ⅱ）、SSSRR（Ⅲ）、SSSSR（Ⅳ）、SSRRS（V）、SRSRR（Ⅵ）、SSSSS（Ⅸ）、SSSRS（新型1）、SRSRS（新型2）、SRSSS（新型3）以及SSRSS（新型4）,占测试菌株的比率分别为11.53％、4.82％、7.34％、6.18％、7.23％、1.05%、59.96％、1.57%、0.10%、0.10%、0.10%。Ⅸ型菌作为致病性最广的强毒菌系已上升为华南和长江中下游湖南和浙江稻区的优势致病型,西南稻区的云南以Ⅳ型菌为主,东北稻区的辽宁以I型菌为主。15个水稻抗白叶枯病近等基因系对954个菌株的抗感性分析结果表明,测试的15个近等基因系可分为5种类型,第Ⅰ类为高感基因系,包括IRBB1、IRBB2、IRBB10、IRBB11、IRBB4;第Ⅱ类为中感基因系,包括IRBB3、IRBB203、IRBB14;第Ⅲ类为中抗基因系,包括IRBB8、IRBB13;第Ⅳ类为抗病基因系,有IRBB21;第Ⅴ类为高抗基因系,包括IRBB5、IRBB7、CBB23、GDBB23;测试菌株中,出现可侵染抗病基因xa5的有42个、Xa7的有34个、Xa23的有31个。对以白叶枯病近等基因系为主的16个品种（系）与954个菌株组成的抗感互作变量数据矩阵进行因子分析,以解释总变量>85.0%为界,提取出8个主成分因子,组建了以近等基因系为主的10个品种(系)组成白叶枯病菌近等基因系鉴别寄主,按其对变量方差贡献大小,这些寄主分别为IRBB10（Xa10）、IRBB4（Xa4）、GDBB23（Xa23）、IRBB5（xa5）、IRBB7（Xa7）、IRBB21（Xa21）、IR24（Xa18）、IRBB13（xa13）、IRBB3（Xa3）、金刚30;新鉴别寄主可将954个测试菌株划分为55个致病型,对测试稻区的白叶枯病菌菌株表现出较好的鉴别力。基因聚合联合抗性分析表明,不同抗病基因聚合对病菌的抗性频率有一定的提升,不同抗病基因对测试菌株的抗性具有一定的互补性。【结论】监测稻区的白叶枯病菌系趋向多样化,毒性分化明显,强毒菌系Ⅸ型菌在部分稻区已上升为优势致病型,侵染xa5、Xa7及Xa23等广谱抗性基因的菌株有上升趋势;抗病基因聚合可拓宽品种对病原菌系的抗性谱,是培育广谱抗性品种的有效途径;近等基因系鉴别寄主的建立与应用可为白叶枯病发生流行的精准监测以及田间实时预警提供技术支撑。     

水稻近等基因系对白叶枯病、条斑病抗性的比较研究

 研究了水稻近等基因系对白叶枯病菌不同致病型12个菌株和20个细条病菌株的抗性差异及其对两种病原菌致病力分化的鉴别力。结果表明含xa－5,Xa－7,xa－13,Xa－17和Xa－21等5个抗性基因的品种（系）对绝大多数白叶枯病菌株表现为广谱高抗,其中xa－5,Xa－17抗性基因品种兼抗细条病,但携带xa－13,Xa－21基因的抗性基因品系则感细条病。进一步表明水稻对细条病和白叶枯病的抗性是受不同的抗性基因控制的。IRBB3,IRBB4,IRBB5,IRBB13,IRBB21和阿苏稔(Xa－17),丰锦(Xa－18)等7个单基因品种对我国的白叶枯病菌致病型具有鉴别力,划分为5个小种。依据20个菌株在15个近等基因系上的致病力差异将水稻细条病菌株分为12个致病型,经聚类分析可划分为6个组。结果进一步表明我国的水稻细条病菌株致病性分化明显。     

利用分子标记辅助选择聚合Xa4、Xa23和Pi9基因

利用常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将高抗水稻白叶枯病Xa4和Xa23基因、广谱高抗稻瘟病肿基因聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。选用广西具有代表性的13个稻瘟病菌株、白叶枯病广致病型菌系P6和中国7个流行菌系对杂交后代进行人工接种鉴定,结果表明,聚合了Xa4、Xa23和pi9基因的株系09—371、09—375能同时抗白叶枯病和稻瘟病,对白叶枯病抗谱和抗性水平与供体材料W7相当,对稻瘟病的抗性与供体亲本75—1—127水平相当。Xa4、Xa23和Pi9三基因纯合株系可以作为水稻育种的多抗供体材料。     

利用分子标记改良金23B白叶枯病抗性的初步研究

通过常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将来自IRBB23的抗白叶枯病基因Xa23导入感病的杂交稻三系不育保持系金23B中。通过分子标记检测目标基因和亲本遗传背景差异分析,快速获得了10个金23B抗白叶枯病改良系。并采用3个中国病原型代表菌系（C5、KS-6—6、浙173）进行田间接种。结果表明：这些金23B改良系的背景恢复率高、抗病性强、可加速回交转育育成抗病的金23A,进而改良金23A配制的金优系列组合的白叶枯病抗性。     

利用分子标记辅助选择改良蜀恢527对白叶枯病的抗性

分子标记辅助选择可快速实现对目标基因的准确选择,为分子育种提供有效工具。以杂交水稻恢复系蜀恢527为受体亲本,以携带抗白叶枯病抗性基因Xa23的IRBBL23为供体亲本,利用杂交、回交育种结合分子标记辅助选择的方法,将广谱持久抗白叶枯病基因Xa23导入到优良恢复系蜀恢527中,获得22份含有Xa23基因的改良株系。用白叶枯病菌致病菌系P6接种改良株系,筛选出1份高抗白叶枯病的新恢复系R527-Xa23。进一步考察R527-Xa23与不育系谷A、Ⅱ-32A和特丰A配制杂交组合的农艺性状,结果显示R527-Xa23与蜀恢R527的组合,在穗长、每株穗数、结实率和千粒重等相关农艺性状上相似,表明该恢复系R527-Xa23在培育白叶枯病抗性杂交水稻组合上具有广阔的应用前景。     

水稻白叶枯病基因的作用机制与育种应用

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,水稻病害是其产量损失的重大威胁,由革兰氏阴性菌稻黄单胞杆菌所引起的白叶枯病是严重影响水稻产量的三大主要病害之一。传统的化学防治方法存在很多弊端,抗白叶枯病水稻品种的培育是世界公认防治该病害最为安全、有效的手段,抗病种质资源鉴定与抗性基因挖掘是抗病品种培育的前提。在自然和人工双重选择压力下,白叶枯病菌不断变异,陆续出现了新型致病变种,主栽品种逐渐失去抗病性,因此发掘和鉴定更多的持久抗病基因显得非常必要。对已克隆的 16 个白叶枯病抗性基因进行简要归类,并从基因的发现、定位、克隆、作用机制等方面对广谱抗白叶枯病且应用较好的 3 个基因Xa23、Xa7 和 xa5 进行详细阐述,对白叶枯病抗性育种方法分子标记辅助选择育种、转基因育种和基因标记育种进行介绍。此外,结合不同白叶枯病基因的自身特性及当前育种利用中存在的问题,展望白叶枯广谱抗病分子育种的未来方向。     

水稻对白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌的抗性遗传研究

测定了BG1222，IRBB203，IRBB5，8072－2等品种对广东水稻白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌的抗性遗传。结果表明，BG1222，IRBB5对Ⅴ型菌的抗性由1对隐性基因支配，而8072－2，IRBB203受1对显性基因控制。抗性基因等位性测定显示，8072－2携带的抗性基因与IRBB7的Xa7基因等位，BG1222携带的隐性基因与目前已知的抗Ⅴ型菌隐性基因xa5不等位，并独立遗传。     

不同遗传背景籼稻Xa23基因品系的白叶枯病抗性筛选和评价

【目的】系统比较分析含Xa23基因的籼稻品系白叶枯病抗性,为白叶枯病抗性育种及水稻白叶枯病防治等提供种子资源,同时为白叶枯病分子抗性育种提供参考。【方法】以14种遗传背景不同且含有Xa23基因的81份籼稻品系为材料,孕穗期采用剪叶接种法接种7种南方稻区白叶枯病生理小种代表菌株（FuJ、YN24、HNA1-4、GDA2、PXO86、GD1358和PXO99）,接种20 d左右当参试材料的病情趋于稳定时,量取病斑长度,鉴定参试材料的抗病性。【结果】供试材料对7株白叶枯病菌菌株的抗感分析结果显示,81份品系中有74份品系对7株白叶枯病菌菌株均为抗病,其中35份品系对所有菌株为高抗;含Xa23基因品系对7株白叶枯病菌菌株的抗性频率大小为:PXO86和YN24（100.0%）>GD1358和HNA1-4（98.8%）>PXO99（96.3%）>GDA2（95.1%）>FuJ（93.8%）;同一遗传背景品系对7株白叶枯病菌菌株病斑长度的变异系数在100.0%以上的有遗传背景为A、B、C、E、F和H类品系对菌株FuJ,遗传背景为A、B、D和E类品系对菌株GDA2,遗传背景为A类品系对菌株GD1358和HNA1-4,遗传背景为A和B类品系对菌株PXO86、PXO99,遗传背景为A、C和E类品系对菌株YN24;对14种遗传背景不同品系白叶枯病抗性的方差分析结果表明,不同来源含Xa23基因的品系与7株白叶枯病菌菌株间病斑长度均无显著差异（P>0.05）;对含Xa23基因的品系在7株白叶枯病菌菌株诱发下的菌斑长度的相关性分析结果表明,菌株GD1358、HNA1-4、PXO86和YN24与对应的其他菌株间呈显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）正相关。【结论】在白叶枯病抗性研究时选用菌株GD1358、HNA1-4、PXO86和YN24其中1种抗源接种试验材料,即可得到较宽抗谱的抗性材料,提高育种效率。     

分子标记辅助选择Xa23基因改良早稻恢复系白叶枯病抗性研究

利用常规杂交和回交的方法,并通过分子标记辅助选择技术,以携带抗白叶枯病基因Xa23水稻材料IRBBL23为供体材料,以优良早稻恢复系东南恢012的为受体材料,在低世代利用与Xa23基因紧密连锁的分子标记C189在分离群体中进行分子标记辅助选择,在高代稳定株系中采用苗期群体鉴定技术,最终获得一系列目标基因纯合且农艺性状优良的早熟恢复系材料。通过白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6对8份材料进行田间接种鉴定,筛选出7份抗白叶枯病的恢复系材料,并对这些株系的主要农艺性状进行了调查和分析。结果表明利用与Xa23基因紧密连锁的分子标记C189开展抗白叶枯病分子标记辅助育种是一种简便、有效的途径。     

稻种材料抗细菌性条斑病性鉴定

[目的]为了对广西新育成的和引进的水稻品种(组合)及新挖掘的野生稻材料进行抗细菌性条斑病性的鉴定。[方法]于2005~2006年,以水稻细菌性条斑病菌JZ-8菌株为供试菌株,用改良针刺法在分蘖期对来自广西区试、国际稻圃和南宁野生稻圃的1 251份稻种材料进行抗细菌性条斑病性的人工接种鉴定。[结果]1 251份稻种材料中,抗性材料为11份,占0.9%,中抗材料为52份,占4.2%,其余为中感以下材料。抗性材料的比例因稻型和来源不同而异。IR32720-138-2-1-1-2I、R43449-4-3-43-3、No.733等11份材料对广西细菌性条斑病菌不同致病型具有广谱抗性。[结论]该研究在国内首次对广西野生稻种质资源抗细条病性进行鉴定。在所测试的977份广西野生稻材料中对当地优势菌群抗性反应达到抗性级别的有9份,达到中抗性级别的材料有37份。     

广西野生稻稻瘟病抗性鉴定及抗源地理分布

[目的]明确广西野生稻对稻瘟病的抗性,为水稻抗瘟育种和挖掘抗瘟基因提供抗源材料.[方法]采用人工接种鉴定方法分别在苗期和孕穗期对广西野生稻进行稻瘟病混合菌株(ZA1、ZB1、ZB15和ZC15)接种,调查不同野生稻材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性级别,统计抗感材料,并依据抗病材料地理来源进行统计分析.[结果]从普通野生稻中鉴定出抗叶瘟材料188份、抗穗颈瘟材料9份,占比分别为11.85%和0.58%;从药用野生稻中鉴定出抗叶瘟材料73份、抗穗颈瘟材料5份,占比分别为36.68%和2.54%;从普通野生野和药用野生稻中分别鉴定出兼抗叶瘟和穗颈瘟的材料9和4份,占比分别为0.58%和2.03%.贵港和梧州等地是广西野生稻抗稻瘟病材料最多的地区.[结论]广西野生稻抗叶瘟资源较丰富,但抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的资源较匮乏,需进一步挖掘抗穗颈瘟及兼抗叶瘟和穗颈瘟材料.     

优质抗稻瘟病中籼迟熟恢复系恩恢58的选育与应用

[目的]抗稻瘟病育种是湖北省恩施自治州育种工作者的主攻目标,介绍优质抗稻瘟病中籼迟熟恢复系恩恢58的选育与应用。[方法]介绍恩恢58的选育经过、特征特性、组合表现及制种技术要点。[结果]恩恢58是湖北省恩施自治州农业科学院用强优恢复系明恢63作母本,抗稻瘟病恢复系密阳46作父本杂交选育而成的中籼迟熟恢复系。该恢复系具有米质优、抗稻瘟病、恢复力强、配合力高、花粉量足、花时较集中和株叶型好等特点。组合表现优异。制种要合理安排父母本播差期,培育壮秧;确定好父母本行比,科学管理肥水。[结论]恩恢58为抗稻瘟病品种,推广价值高,已成为湖北省水稻主推水稻品种之一。     

籼粳稻亚种间分子标记差异分析

[目的]为籼粳稻亚种的分子标记鉴定提供依据。[方法]以13份籼稻、5份粳稻为亲本,采取SDS法提取水稻叶片总DNA,进行扩增反应,利用321对SSR引物对亲本的多态性进行筛选,分析籼粳亚种之间的SSR标记差异。[结果]18个亲本中共筛选到168对引物具有明显的标记带和较好的多态性。SAR水稻血缘的412、407、421、992、950之间及长药野生稻血缘的84-15与84-23之间的多态性明显少于稳定亲本与栽培稻之间的多态性,也低于籼稻品种间和粳稻品种间的多态性。籼稻与粳稻之间的多态性频率最高,籼稻品种之间的多态性高于粳稻品种之间的多态性。供试材料籼粳稻之间存在31个SSR标记差异,SSR标记可较为准确地鉴定材料的亚种属性。[结论]籼粳亚种之间有明显的SSR标记差异。     

早籼杂交水稻稻米品质性状分析

[目的]进一步了解广西近几年来早籼品种(组合)的稻米品质状况。[方法]以大面积推广利用及新组配的10个早籼杂交水稻组合为材料,研究早籼三系杂交水稻稻米的品质性状。[结果]参试组合的蛋白质含量和精米长度的达标率最高;精米率、整精米率和垩白性状的达标率为0;参试组合的大多数品质性状表现一般,无一组合的全部品质指标能达到部颁食用优质米2级标准。[结论]该研究为选育优质、高产水稻新品种(组合)提供了理论依据,并为农业生产充分利用现有水稻品种(组合)提供了参考。     

广西45个主栽水稻品种抗性基因遗传多样性分析

【目的】明确近年来广西45个主要栽培水稻品种的抗性基因遗传多样性,揭示其遗传差异,为更好筛选水稻品种组合和通过品种间轮作及合理布局控制病害提供理论依据。【方法】根据已克隆的抗病基因设计5对RGA引物,对广西45个主栽水稻品种进行抗病基因同源序列分析并构建聚类图谱。【结果】在45个水稻品种的抗病基因中,共扩增出813条带,其中多态性条带124条,多态率达76.07%。聚类结果显示,不同品种间遗传相似系数变幅为0.61～0.93,取相似系数0.67时,可将45个水稻品种分为5大类,聚类结果在一定程度上反映品种来源的地域性和亲缘关系。【结论】广西不同主栽水稻品种间抗病基因数量差异较大,在广西稻瘟病发生严重的地区,采取不同抗性遗传背景的水稻品种轮作及混栽是控制该病害最为有效的措施之一。     

超级稻+再生稻在不同栽培模式下的效益分析

[目的]探讨超级稻＋再生稻在不同栽培模式下的效益。[方法]以中浙优1号等4个超级稻为试材,于2009年在广西钦州市的传统中稻区、冬种辣椒区、冬种蔬菜及马铃薯区和双季稻区进行了超级稻＋再生稻栽培示范项目,示范面积为167.9 hm2。[结果]在传统中稻区和冬种辣椒区推广超级稻＋再生稻栽培模式可使水稻增产增收效果明显;在冬种蔬菜、马铃薯区虽然水稻有所减产,但可使一年三熟或多熟,在时间安排上显得宽松,确保农民在冬种作物上增产增收;在双季稻区虽然产量略低,但节省了1个月左右的时间,使农民有充裕的时间再种植一茬冬种作物。[结论]利用超级稻＋再生稻栽培模式可使水稻全生育期缩短1个月左右,产量与双季稻差别不大,并且具有省种、省工、节水等特点。     

糯米甜酒酿造工艺的研究

[目的]研究糯米甜酒酿造的最佳工艺参数。[方法]以广西产大糯为原料,用糯米甜酒酿造的传统方法,通过正交试验,考察了发酵温度、加曲量、发酵时间、料水比4个因素对糯米甜酒感官、产酒量和酒精度的影响。[结果]各因素对糯米甜酒口感影响为发酵温度〉发酵时间〉料水比〉加曲量;各因素对糯米甜酒产酒量影响为料水比〉发酵温度〉加曲量〉发酵时间;各因素对糯米甜酒酒精度影响为发酵时间〉加曲量〉料水比〉发酵温度。通过正交试验、综合平衡分析得出最佳酿造参数组合：发酵温度为30℃,加曲量为0.5%,发酵时间为4 d,料水比为1∶0.8。[结论]为糯米甜酒大规模生产提供理论依据。     

温凉稻区水稻机插秧安全齐穗的影响因素研究

[目的]研究温凉稻区水稻机插秧安全齐穗的措施。[方法]研究水稻机插秧品种、秧龄、氮肥用量及运筹对水稻机插秧安全齐穗的影响。[结果]在温凉稻区水稻机械化生产中,宜选用生育期不超过180 d的中早熟耐寒品种,秧龄控制在30~35 d,纯氮总量不超过300 kg/hm~2并适当减少氮肥后移比例。[结论]在此条件下,可确保水稻机插秧安全齐穗并实现产量目标。