利用Fhb1基因功能标记选择提高黄淮冬麦区小麦品种对赤霉病的抗性

赤霉病已上升为黄淮冬麦区的主要病害, 提高小麦品种对赤霉病的抗性成为该麦区主要的育种目标之一。宁麦9号、生选6号、建阳798、建阳84、苏麦3号和宁麦13均携带Fhb1基因, 对赤霉病表现中抗水平以上。本研究以这6个品种(系)为供体, 分别与高感赤霉病的周麦16矮败小麦近等基因系杂交和回交, 构建6个回交群体。利用Fhb1基因的KASP标记在回交后代中进行基因型分析, 分别选择携带和不携带Fhb1基因的可育株, 对后代株系进行单花滴注接种鉴定和田间病圃自然鉴定。回交后代携带Fhb1家系整体抗性达到中感, 比不携带Fhb1家系的平均病小穗数低4.2 (P < 0.01), 平均病情指数低4.0, 比轮回亲本周麦16的平均病小穗数和病情指数分别低8.1 (P < 0.01)和28.4 (P < 0.01)。不同供体品种(系)回交后代在赤霉病抗性上表现出明显差异, 以生选6号为供体的回交后代家系抗性表现最好。本研究表明, 利用Fhb1基因分子标记辅助选择技术能够有效地提高黄淮冬麦区小麦品种的赤霉病抗性水平。     

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。     

小麦Fhb1基因定位、克隆及其在抗赤霉病育种中利用的研究进展

赤霉病已成为小麦第一大病害,严重影响小麦的产量和品质。目前,抗性品种结合化学防治的方法成为当前防治赤霉病的最有效途径。小麦赤霉病抗性受多种基因控制,其中,Fhb1基因抗性效应最大,且抗性稳定,在小麦赤霉病抗性方面具有重要作用。本文综述了赤霉病主效抗性基因Fhb1的定位、分子标记和克隆技术的最新研究进展。利用选择性回交技术和矮败小麦平台将Fhb1基因导入当地小麦中可提升赤霉病抗性,进而结合化学防治方法为我国小麦安全生产提供保障。     

分子标记辅助选育抗稻瘟病水稻新品种‘铁粳16’

稻瘟病是对水稻生产威胁最大的真菌病害,选育抗病水稻品种是防控该病最经济有效的途径。研究表明,聚合多个抗病基因可提高品种的抗性、拓宽抗谱。本研究以携带抗稻瘟病基因Pib的‘辽粳9234’和携带抗稻瘟病基因Pita的‘铁粳7号’为亲本,利用常规育种技术与分子标记辅助育种技术相结合从后代中鉴定到聚合抗稻瘟病基因Pita和Pib的后代。通过连续3年生产试验和米质分析,鉴定到1个同时具有抗稻瘟病基因Pita和Pib的稳定株系A-3,通过辽宁省水稻品种审定,命名为‘铁粳16’。人工接种结果表明‘铁粳16’较其亲本抗谱宽、抗性强。研究结果证实聚合Pita和Pib可提高水稻品种对稻瘟病的抗性,可为抗病基因聚合育种提供参考。     

玉米大斑病广谱抗性外引自交系的发掘与抗病基因初步鉴定

从2014—2016年连续3年对43份来自美国、法国、俄罗斯和德国的玉米资源进行了抗大斑病人工接种鉴定, 筛选到高抗玉米大斑病材料7份, 抗病材料1份, 中抗材料6份, 抗性材料占鉴定总材料的比例为32.6%。利用F₂群体, 对7份高抗材料进行了大斑病抗性遗传分析, 抗感植株分离比例和适合性测验证明, 自交系A04、F02、F05和R01对大斑病的抗性可能是由一对显性基因控制的。抗谱分析表明, 自交系A04、F02、F05和R01携带的抗大斑病基因不同于Ht1、Ht2、Ht3和HtN, 可能是新的抗病基因。该研究结果可为今后我国玉米大斑病抗性种质的引进及改良提供重要参考。     

兼抗两种稻飞虱和稻瘟病多基因聚合系的创制

通过分子标记辅助选择创制兼抗稻飞虱和稻瘟病的水稻多基因聚合系,为选育持久多抗的水稻新品种提供材料来源。以携带稻瘟病抗性基因Pi1的材料‘CQ12261’为供体亲本,以兼抗白背飞虱和褐飞虱的优良恢复系‘桂恢1561’为轮回亲本,应用田间抗病虫性鉴定与分子标记辅助选择相结合的方法,并结合农艺性状的考察和分析。在BC₂F₄代中检测到6个株系的抗病基因Pi1已稳定遗传。至BC₂F₆代,GH-7、GH-8、GH-12这3个株系农艺性状与轮回亲本‘桂恢1561’相似,且丰产性好。通过常规的回交选育、分子标记辅助选择和田间抗性鉴定相结合的方法,筛选获得3份聚合了稻飞虱抗性基因Wbph9、Bph14、Bph15和稻瘟病抗性基因Pi1的水稻中间材料,为选育新的双抗病虫害水稻恢复系提供种质资源。     

番茄育种种质对南方根结线虫抗性评价及Mi-1基因检测

本研究以自育的26份番茄育种种质和抗南方根结线虫番茄品种‘仙客1号’及感南方根结线虫品种‘阿乃兹’为试验材料,采用病土盘栽自然发病鉴定、苗期二龄幼虫人工接种鉴定和PCR扩增及CAPS检测相结合的方法,研究供试材料对南方根结线虫的抗性水平及基因型。鉴定结果表明,供试的28份番茄材料中,高抗17份、抗病6份(包括抗病对照‘仙客1号’)、感病2份、高感3份(包括感病对照‘阿乃兹’),无免疫材料,且病土盘栽鉴定与苗期接种鉴定的结果一致。PCR扩增结果表明,27份番茄材料均能检测到一条750 bp的特异条带;TaqⅠ酶切结果显示,具有酶切位点的22份试材中有15份含纯合显性Mi-1/Mi-1基因、5份含杂合显性Mi-1/mi-1基因、2份含180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段,并且这22份试材对南方根结线虫表现高抗或抗,而其余5份不含显性Mi-1基因的试材则表现高感或感,证明Mi-1是具有抗南方根结线虫能力的基因,分子检测结果与病土盘栽鉴定和苗期接种鉴定的结果吻合率达92.6%;含有180 bp+250 bp+300 bp三条特异性片段的高抗材料可能含有其它抗根结线虫基因。分子检测与抗性鉴定相结合,能为创制抗南方根结线虫新种质提供一种更加省时、省力且经济有效的科学育种方法,可为番茄抗南方根结线虫育种提供理论依据和实践经验。     

直播稻品种‘旱27号’抗稻瘟病基因的定位

稻瘟病严重威胁水稻生产,利用抗稻瘟病基因选育抗病品种是防控该病的有效途径。直播稻品种‘旱27号’(H27)在辽宁地区多年来一直对稻瘟病表现高抗,但其所携带的抗稻瘟病基因并不清楚。本研究以其与感病水稻品种‘辽星1号’(LX1)为亲本杂交构建的重组自交系群体为试验材料,在田间稻瘟病诱发圃中对该RIL群体各单系对叶瘟和穗颈瘟的抗性进行鉴定,并基于水稻8K SNP芯片鉴定各单系的基因型,利用ICIMMapping 4.0软件进行抗稻瘟病基因定位。结果表明,在第12染色体14.46～14.84 Mb之间及5.49～7.74 Mb分别鉴定到1个与叶瘟抗性相关和1个与穗瘟抗性相关的QTL,其增效位点均来自‘旱27号’。本研究对北方粳稻抗稻瘟病水稻新品种选育及该病的防控具重要应用价值。     

分子标记鉴定与田间性状选择相结合培育水稻‘黑大香1’

本研究旨在培育黑龙江省良食味稻米生产亟需的高产优质中熟水稻新品种。在水稻‘吉粳88’×导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’后代中,分子标记和田间性状选择相结合培育符合育种目标的水稻品种。水稻‘吉粳88’具有株型直立、抗倒伏、高产和Hd2Hd2Hd4Hd4抽穗期基因型及晚熟等特征,导入系‘稻花香2号(hd2hd4)’具有香味、适口性好和hd2hd2hd4hd4基因型及早熟等性状。从‘吉粳88’ב稻花香2号(hd2hd4)’的杂交后代材料中,培育了具有hd2hd2Hd4Hd4fgrfgr基因型、主茎叶片13片、茎叶直立、抗倒伏、高产、有香味、适口性好的水稻新品系,命名为‘黑大香1’。‘黑大香1’农艺性状优良,可用于黑龙江省第1积温区下限良食味稻米生产。     

水稻品种‘连粳7号’对黑条矮缩病的抗性分析

为分析水稻品种‘连粳7号’对水稻黑条矮缩病的抗性,获得与抗性基因紧密连锁的分子标记,通过田间自然接种和室内人工接种方法,对‘连粳7号’及其与感病品种‘培矮64’衍生来的F_2:3群体进行黑条矮缩病抗性鉴定。结果表明,‘连粳7号’发病率最高为12.25%,最低为5.5%。‘连粳7号’的亲本中,仅‘中粳川-2’的抗性与‘连粳7号’相近。另外,‘连粳7号’对灰飞虱不具有抗性,所以‘连粳7号’对黑条矮缩病的抗性是品种本身对病毒的抗性所致。连粳7号/培矮64 F_2:3群体中,各个家系表型呈现连续分布,并具有超亲分离特点,说明抗性由多基因控制。最终,通过BSA法获得与抗性位点紧密连锁的标记RM287。综上,‘连粳7号’对黑条矮缩病具有较强抗性,抗性来自亲本‘中粳川-2’,标记RM287将为利用分子标记辅助培育抗黑条矮缩病水稻新品种提供有力工具。     

89份甘肃区试鲜食玉米对丝孢堆黑粉菌的抗性鉴定与评价

为明确不同鲜食玉米品种抗丝黑穗病差异,本研究采用田间人工接种法,于2015—2017年在甘肃省天水市甘谷县对89份甘肃省区试鲜食玉米品种进行抗性鉴定。结果表明,在89份鲜食玉米品种中,9份材料‘彩糯1号’、‘甘甜糯1号’、‘秦粮糯902’、‘九洋双色蜜’、‘AP358’、‘酒糯4103’、‘雅玉1号’、‘禾糯1号’和‘田福糯1号’表现高抗(HR);5份材料‘保糯1号’、‘田福糯2号’、‘甘垦糯2号’、‘金辉306’和‘瑞糯260’表现抗(R);9份材料‘华甜玉6号’、‘白玉909’、‘朝糯606’、‘12009’、‘银玉16号’、‘黄糯90’、‘白甜糯828’、‘原玉糯505’和‘仲甜5号’表现中抗(MR);其余36份和30份表现感(S)和高感(HS);高抗、抗、中抗、感、高感分别占供试玉米品种的10.11%、5.62%、10.11%、40.45%和33.71%。     

大豆种质资源对灰斑病抗性遗传变异研究

本研究旨在为培育高抗灰斑病品种挖掘优良种质资源。以1164份大豆资源（国内915份、国外145份和野生104份）为试验材料,通过人工接种大豆灰斑病病菌条件下鉴定材料抗病性。1164份供试材料灰斑病病情指数平均为52.2%,遗传变异系数为23.9%;64.9%的品种具有灰斑病抗性;抗性最高的是‘承豆6号’,病情指数为10%;国外品种资源群体对灰斑病抗性高于野生高于国内;国内13个省份的供试材料中黑龙江群体材料对灰斑病具有较高的抗性,平均病情指数为52.0%;在黑龙江品种资源的7个主要类型中,‘垦农号’系列群体表现对灰斑病最高的抗性,93.8%品种对灰斑病具有不同程度的抗病性;其次是‘垦鉴豆号’系列和‘绥农号’系列,抗病性品种占比分别为88.2%和85.7%;同时筛选出10份对灰斑病高抗的黑龙江品种分别为‘垦农19号’、‘垦农17号’、‘黑农43号’、‘黑农47号’、‘垦鉴豆4号’、‘垦鉴豆33’、‘绥农11号’、‘绥农12号’、‘绥农15号’和‘东农43号’。大豆种质资源灰斑病的抗病性保留着丰富的遗传变异;10个高抗品种可以作为培育抗灰斑病品种的资源材料。     

马铃薯种质资源室内接种晚疫病的抗性鉴定

为了获得具有抗马铃薯晚疫病的品种,本研究以100份马铃薯种质资源为试材,采用室内离体叶片接种法和室内成株接种法进行晚疫病抗性评价,用高感品种Favorita接种后的症状为对照。室内离体接种鉴定结果为:‘CIP09-2’、‘CIP09-13’、‘DR-6’、‘DR-9’、‘花云’、‘R1R3’、‘云薯501’、‘R2’、‘BE13-3’等9份材料表现为高抗,占供试材料的9%;其它的15份表现中抗、44份表现抗病、23份表现感病和9份表现高感。欧氏距离类平均法聚类分析表明,聚为抗性品种的种质最多,其来源与马铃薯晚疫病的抗性没有太大关系。本研究对其中4份材料进行室内成株接种,结果表明:‘青薯10号’的抗病性高于离体叶片接种的抗性,为高抗品种;‘青薯9号’、‘2017ch-6’和‘费乌瑞它’抗性表现与离体叶片接种抗性鉴定结果一致。本研究发现所有供试马铃薯种质资源的抗性材料较丰富,可为抗病育种提供优质的亲本材料。     

引进甘蔗新品种对黑穗病抗性的鉴定

对近年来从国内外引进的甘蔗新品种进行黑穗病抗性研究,旨在为生产推广应用提供科学依据。采用人工接种与田间自然表现相结合的方法进行抗性鉴定,结果表明‘:台糖88/99’‘、台糖89/1626’表现为高抗(HR),‘赣蔗18号’表现为中抗(MR),‘湖光1号’、‘新台糖22号’等7个品种表现为中感(MS),‘台糖98/0432’、‘云蔗99/601’等4个品种表现为感病(S)。从抗病性及蔗茎产量综合评价,台糖88/99表现最优,可进一步扩大示范推广;其次为‘湖光1号’、‘粤糖96/86’,可以采取相应的栽培措施,选择适宜的环境进行推广。     

黑龙江省粳稻品种稻瘟病主效抗性基因鉴定与抗性评价

为明确黑龙江省粳稻品种中稻瘟病抗性基因的类型、评价品种及抗瘟基因利用价值,利用8个已克隆主效抗性基因Pita、Pia、Piz-t、Pib、Pikm、Pi9、Pii和Pid3的特异性分子标记,结合402个黑龙江省各稻区的菌株接种供试品种的抗性表型,对20个黑龙江省粳稻品种的抗性基因型及抗病性进行分析。结果显示,Pia检出率最高,20个粳稻品种均检测到该基因,其次是Pita和Piz-t,检出率为80%;Pia、Pita、Piz-t、Pikm和Pi9在不同生态型品种育种中得到了较为广泛的应用,Pib、Pii和Pid3在不同生态类型品种间分布存在差异,仅在第1积温带的品种中发挥较好作用;唯一携带Pid3且具有Pita+Pia+Piz-t+Pib+Pii+Pid3基因型的龙洋16抗性表现最好,抗性频率高达93%;携带Pita+Pia+Piz-t基因组合的品种均表现出较好的抗病性,对黑龙江省粳稻品种的抗瘟贡献较大。揭示了黑龙江省20个粳稻品种的稻瘟病主效抗性基因类型及其对稻瘟病抗性的贡献,为寒地水稻种质资源的抗病性筛选和广谱抗病基因的利用提供重要依据。     

烟草青枯病抗性突变体‘486-K’的鉴定

为探究快速评价烟草青枯病抗性的室内鉴定体系,并为烟草青枯病抗性突变体遗传规律的研究和选育优质抗性品种奠定试验基础。本研究选用EMS诱变烤烟品种‘翠碧一号’获得的烟草青枯病抗性突变体‘486-K’为研究对象,以野生型品种‘翠碧一号’、感病品种‘红花大金元’和抗病品种‘岩烟97’作为3个对照品种。在安徽和福建病圃开展病情调查,室内接种鉴定采用伤根浸泡法接种烟草幼苗,探究5种青枯菌液接种浓度(OD600=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)的烟草幼苗的发病情况,确定最适的青枯菌液接种浓度。结合田间病情调查结果进行相关性分析,明确室内伤根浸泡法在研究烟草青枯病抗性中的可行性。结果表明,田间与室内病情鉴定发现突变体‘486-K’的病情指数均显著低于‘岩烟97’(P<0.05),认为抗性高于抗病品种‘岩烟97’,室内接种鉴定的最适青枯菌液浓度为3.8×10⁸ cfu/m L(OD600=0.3)。安徽和福建病圃的发病率与室内接种鉴定结果相比,均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.915和0.933,说明室内鉴定采用伤根浸泡法能够准确判定材料的抗性水平。研究结果为其他烟草青枯病抗性材料的鉴定提供理论依据。     

利用分子标记辅助选择改良‘长农粳1号’的稻瘟病抗性

稻瘟病是水稻(Oryza sativa L.)生产中最重要的病害之一,选育抗稻瘟病的水稻品种是防治稻瘟病最经济有效的方法。本研究通过连续回交结合分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pi2导入到高产优质晚粳品种‘长农粳1号’中,改良‘长农粳1号’的稻瘟病抗性。改良系的背景回复率为94.36%,仅在第6染色体有一个导入片段。‘长农粳1号’改良系的稻瘟病抗性为中感,显著优于‘长农粳1号’。此外,‘长农粳1号’改良系的生育期显著缩短,产量显著下降,品质显著改变。研究结果将为利用分子标记辅助选择改良粳稻的稻瘟病抗性提供科学依据和种质资源。     

香味基因和稻瘟病抗性基因在空育131中的聚合改良

空育131本身携带Pik和Pia 2个稻瘟病抗性基因,但目前该品种在黑龙江省的生产上表现为对稻瘟病的抗性差、抗谱窄,且稻米品质不具有香味,需要定向改良。运用基因聚合与传统杂交相结合的方法将香味基因Osbadh2（fgr）和稻瘟病抗性基因Pi1、Pi2、Pi9聚合于空育131中,以实现对空育131香味特征和稻瘟病抗性的遗传改良。最终,得到了3种双基因聚合的组合Pi1+fgr、Pi2+fgr和Pi9+fgr,后代植株对稻瘟病均有较强抗性,稻米具有香味品质,为进一步改良空育131品种奠定了基础。     

山西省小麦品种(系)对赤霉病的抗性鉴定

以24份山西省小麦主推品种和51份山西省2015—2016年度冬小麦区域试验品种为材料,利用单花滴注方法,进行赤霉病抗性鉴定。结果表明,不同品种间赤霉病抗性存在很大差异,病小穗率变幅在5.0%~100.0%之间。参试品种中没有高抗赤霉病的品种,其中主栽品种仅长麦251表现中抗,占比为4.2%;区域试验品种中临麦7006、京麦1768和圣麦116等11个品种表现中抗,占21.6%,整体赤霉病抗性水平有待于改进。探讨了赤霉病鉴定方法和山西省小麦抗赤霉病育种的策略。     

分子标记辅助选择定向改良不育系Q211S稻瘟病的抗性

为提高水稻温敏型核不育系‘Q211S’的稻瘟病抗性,以‘Q211S’为受体材料,以携带Pi9基因的抗稻瘟病材料‘75-1-127’为供体,通过常规育种方法和分子标记辅助选择技术相结合,选育出5个抗病性改良的两系不育系。抗性鉴定及田间试验结果表明:这5个抗病性改良的两系不育系对苗瘟、穗瘟均表现较高抗性,其他特征特性与‘Q211S’相近。5个改良不育系与‘Q211S’所配组合在株高、每穗总粒数、结实率、千粒重上差异不显著;而改良不育系所配组合在稻瘟病抗性方面较‘Q211S’所配组合明显增强。