水稻白叶枯病抗性基因鉴定进展及其利用

 1982~1987年，日本热带农业研究中心（TARC）和国际水稻研究所（IRRI）合作采取统一研究方案，创建了国际水稻白叶枯病抗性鉴别系统。统一了命名，删去了重复（包括与Xa3相同的Xa4b、Xa6和xa9）。截至2005年6月，经国际注册确认和期刊报道的水稻白叶枯病抗性基因共30个，其中 Xa22(t)、Xa26(t)、xa26(t)、Xa27(t)、xa28(t)、Xa29(t)和3个Xa25(t)为暂定名基因，有待订正。在30个基因中，21个为显性基因（Xa），9个为隐性基因（xa）；13个表现全生育期抗性，15个为成株期抗性，Xa21和Xa25(t) (O. minuta)两个基因在分蘖后期表达抗性。已被定位的抗性基因有17个，即第11染色体上有7个，Xa3、Xa4、Xa10、Xa21、Xa22(t)、Xa23和Xa26；第4染色体上有4个，Xa1、Xa2、Xa12和Xa14;第5染色体上有2个，xa5和xa13；第6染色体上有Xa7和Xa27；第12染色上有Xa25(t)；第1染色体上有Xa29（t）。包括Xa1、xa5、Xa21、Xa26五个基因已被克隆。并讨论了合理利用抗性基因等问题。     

晚粳城特232白叶枯病抗性基因鉴定研究

分析了城特２３２与其抗源品种对水稻白叶枯菌系Ｗ１、Ｐ１和Ｔ１的抗性基因及其等位关系。结果表明：城特２３２对个菌系的抗性受２对重复显性基因控制，等位性测定表明其中的１对基因来自农垦５８，与Ｘａ－３等位。而Ｔｅｔｅｐ的抗性基因未导入到城特２３２中去，城特２３２对白叶枯病的抗性强，抗谱广，在抗病育种中可作为为抗源亲本加以利用。     

硝酸镍诱导水稻白叶枯病抗性与防卫反应酶活性的变化

用1．0和2．0mmol／L的硝酸镍处理水稻幼苗2d后，再用稻白叶枯细菌(Xanthomonns oryzae pw.oryzae)挑战接种，14d后调查病情，发现病斑长分别比对照下降了42．1％和48．0％，说明硝酸镍能诱导水稻幼苗对白叶枯病的抗性。生理指标测定及同工酶电泳结果表明，两种浓度的硝酸镍处理均能明显提高叶片中POD、PPO和PAL活性以及木质素含量，大部分POD同工酶带和4条PPO同工酶带增强，提示硝酸镍对水稻抗白叶枯病的诱导效应可能与POD、PPO和PAL活性以及木质素含量升高有关。     

水稻抗白叶枯病基因定位、克隆及利用研究进展

白叶枯病是水稻生产上主要的细菌性病害之一,严重影响水稻的产量和品质。传统的化学防治和生物防治法收效甚微,利用抗病基因培育抗病品种是最经济、有效和环保的途径。截至目前,从栽培稻和野生稻中鉴定的抗白叶枯病基因有40个,其中32个已被定位,9个已被分离克隆。本文对这些抗白叶枯病基因的定位、克隆、基因特征和作用方式进行了介绍,重点对这些基因在生产上的应用进行了综述,并对水稻白叶枯病抗病育种做出了展望。     

国外白叶枯病抗性遗传研究现状

1978年, Ezuka和Sakaguchi对70年代以前水稻白叶枯病抗性遗传作了详细综述,这里介绍最近10多年来的研究进展。 日本开展白叶枯病抗性遗传分析较早,鉴定出Xa—l、Xa—2、Xa—w及Xa—kg等主效基因。国际水稻研究所( IRRI)也进行了较深入的研究,鉴定出Xa—4～Xa一10。日本和IRRI分别建立起适合当地的鉴别品种体系(表1.2)。但是与稻瘟病菌一样,白叶枯病茵系也因国家而异,而且各国菌系不能自由交换,因此遗传分析的结果不能相互比较。 1982年,日本农林水产省与IRRI开始了水稻由叶枯病抗性合作研究,分别把对方的菌系接种于自己的鉴别品种。…     

水稻籼粳交DH群体白叶枯病抗性的QTL定位

以中抗白叶枯病的粳稻品种春江06、感病品种TN1及其DH群体为材料,接种白叶枯病菌浙173后,考察了该DH群体的白叶枯病抗性,并进行了数量性状座位(QTL)分析。共检测到控制白叶枯病的3个QTL（qBBR1、qBBR3 1和qBBR7）,分别位于第1、3和第7染色体上,其中第3染色体上的qBBR3 1和第7染色体上的qBBR7加性效应为正值;而位于第1染色体上的qBBR1为负值,3个QTL的总效应达54.4%。春江06中不存在白叶枯病抗性主基因,它的抗性由微效多基因控制,其中在第3和第7染色体上分别有1个QTL。     

水稻品种五丰占2号的白叶枯病抗性遗传分析

研究了五丰占2号的白叶枯病抗性遗传及在回交世代中的抗性表现。结果表明,用白叶枯病菌株浙173（Ⅳ型）接种,五丰占2号表现中抗,IRBB5表现抗;五丰占2号的白叶枯病抗性受微效多基因控制,基因效应分析表明,该性状符合加性-显性模型,以加性效应为主;隐性主效基因xa5控制的IRBB5对白叶枯病菌株浙173的遗传符合隐性主基因的分离比。对白叶枯病菌株浙173的抗性反应与xa5基因的PCR检测结果一致。在五丰占2号2/IRBB5 B1F1群体中,基因型Xa5Xa5与Xa5xa5的分离比为1∶1;在五丰占2号2/蜀恢162 B1F1群体中,白叶枯病抗性达到五丰占2号水平的植株数占群体总数的68.3%。如果要将IRBB5中的xa5基因与五丰占2号的微效基因聚合,用五丰占2号回交1次是必要的。     

不同遗传背景籼稻白叶枯病抗性基因Xa21、Xa23品系的抗性评价

以含有水稻白叶枯病抗性基因Xa21和Xa23的材料为供体,以课题组选育不含Xa21或Xa23基因的材料为受体,通过杂交、复交等方法,并采用分子标记辅助选择（molecular marker-assisted selection,MAS）世代选择,将含有Xa21和Xa23基因的材料、含与不含Xa21或Xa23基因的姊妹系接种7种广泛使用的白叶枯病菌种生理小种,分析了这些材料白叶枯病的抗性。研究表明含有抗性基因Xa21的水稻材料抗性累计（HR、R、MR）所占比例依次为菌株HNA1-4、PXO86（84.62%）>YN24（82.14%）>GD1358（73.08）>PXO99（67.86%）>GDA2（63.33%）>FuJ（6.67%）,表明含Xa21基因材料对菌株FuJ所诱发的白叶枯病基本无抗病能力,但对于其他菌株,仍有36.67%~15.38%的材料易感病;含Xa23基因的材料在所有诱发菌株中抗性累计（HR、R、MR）均在76%以上,仍有23.02%~15.52%的材料对7种诱发菌株没有抗性。通过对菌斑长度变异系数大小的分析,表明含有Xa21或Xa23基因的材料对不同菌株抗病能力或对同一菌株的抗病能力不同材料有较大的变化。通过对诱发白叶枯病菌株间菌斑长度的相关性分析,表明含有Xa21的材料菌株GDA2或HNA1-4与对应的其他6菌株之间达到了显著或极显著正相关,含有Xa23基因的材料菌株YN24、GD1358、PXO86与对应的其他6种菌株间呈极显著正相关,含此2类基因材料抗性鉴定选取对应菌系可以提高选育效率。通过对姊妹系的分析表明,Xa21或Xa23基因的白叶枯病抗性与选育材料的背景有关。相关性分析表明,Xa21基因的材料抗性与亲本材料呈极显著正相关（R=0.5725^**）,Xa23基因材料抗性与亲本材料呈显著正相关（R=0.2212^*）。     

水稻中对不亲和白叶枯病菌株专一识别的多肽

 经蛋白质双向电泳分析，发现水稻IR26、IR1545及TN1各有一个多肽能与不亲和的白叶枯病菌株产生特异性作用而消失，但与亲和菌株相互不发生作用。成株期抗病品种南粳l5在成株期有与不亲和菌株作用的多肽存在．而在苗期则未观察到这一多肽。对全期抗病品种IR26分析表明，它无论在成株期还是苗期均出现一个与不亲和菌株专一作用的多肽。经典遗传学分析认为有三个抗白叶枯病基因的DV85，则观察到DV85有两个以上的菌株特异性多肽。由于选些多肽表现出菌株的专一性及其它表达生理时期均与该品种的田间抗病表型一致，同时多肽的数目也与经典遗传学分析结果类似，推测这些多肽可能是抗病基因的产物。     

美国稻品种对白叶枯病和细菌性条斑病的抗性鉴定

对美国南部和西部地区广泛种植和将要推广的水稻品种42个,孕穗期接种白叶枯病和细菌性条斑病病菌,以抗病品种IR26,感病品种金刚30和南京11作为对照品种进行抗性鉴定。白叶枯病Z173和GD1358两个菌株在所有42个品种上均能侵染发病,未发现高抗或免疫品种,对Z173表现抗病或中抗水平的品种约占85％以上,表现感病的只有1个。而用GD1358接种时,表现抗病或中抗水平的品种仅占总品种数的28％左右,多数抗Z173的品种对GD1358表现中抗或中感。对GD1358表现抗病的Gulfrose, Bellmont和IR36M4三个品种对Z173也表现抗病,具有较宽的抗谱。与白叶枯病菌相仿,两个细菌性条斑病菌菌株在所有美国稻品种上均能侵染形成典型病斑,未发现高抗和免疫品种。对强毒菌株BS93表现抗病和中抗的品种分别占总品种数的19.1%和38.1%;而对中等毒力菌株BS39表现抗病和中抗的品种分别占总品种数的52.4%和31.0%,其中22个抗病品种中, 只有8个品种抗强毒菌株BS93,其余的品种对BS93均表现中抗或中感。其中Lebonnet和LA2168甚至表现感病。比较同一品种对两种不同病害的抗性表现,可以看出一些对白叶枯病有较好抗性的品种,如Gulf rose,IR36M4等对细菌性条斑病也有很好抗性,对白叶枯病表现感病的品种如Lacassine、Jasmine等对细菌性条斑病菌也呈感病反应。在测定的42个品种中未发现对白叶枯病表现抗病,而对细菌性条斑病表现感病的品种,或对细菌性条斑病表现抗病,而对白叶枯病表现感病的品种。研究结果表明,美国水稻品种对白叶枯病的抗性和其对细菌性条斑病的抗性有一定的相关性。     

美国稻品种对白叶枯病和细菌性条斑病的抗性鉴定

 对美国南部和西部地区广泛种植和将要推广的水稻品种42个，孕穗期接种白叶枯病和细菌性条斑病病菌，以抗病品种IR26，感病品种金刚30和南京11作为对照品种进行抗性鉴定。白叶枯病Z173和GD1358两个菌株在所有42个品种上均能侵染发病，未发现高抗或免疫品种，对Z173表现抗病或中抗水平的品种约占85％以上，表现感病的只有1个。而用GD1358接种时，表现抗病或中抗水平的品种仅占总品种数的28％左右，多数抗Z173的品种对GD1358表现中抗或中感。对GD1358表现抗病的Gulfrose, Bellmont和IR36M4三个品种对Z173也表现抗病,具有较宽的抗谱。与白叶枯病菌相仿，两个细菌性条斑病菌菌株在所有美国稻品种上均能侵染形成典型病斑，未发现高抗和免疫品种。对强毒菌株BS93表现抗病和中抗的品种分别占总品种数的19.1%和38.1%；而对中等毒力菌株BS39表现抗病和中抗的品种分别占总品种数的52.4%和31.0%，其中22个抗病品种中, 只有8个品种抗强毒菌株BS93，其余的品种对BS93均表现中抗或中感。其中Lebonnet和LA2168甚至表现感病。比较同一品种对两种不同病害的抗性表现，可以看出一些对白叶枯病有较好抗性的品种，如Gulf rose,IR36M4等对细菌性条斑病也有很好抗性，对白叶枯病表现感病的品种如Lacassine、Jasmine等对细菌性条斑病菌也呈感病反应。在测定的42个品种中未发现对白叶枯病表现抗病，而对细菌性条斑病表现感病的品种，或对细菌性条斑病表现抗病，而对白叶枯病表现感病的品种。研究结果表明，美国水稻品种对白叶枯病的抗性和其对细菌性条斑病的抗性有一定的相关性。     

家蚕抗菌肽抑制水稻白叶枯病的初步研究

昆虫免疫识别的分子基础长期来不很清楚,但是昆虫在受到微生物侵入时,能够作出应答反应,其血液中的血细胞有识别外源物质的能力,经吞噬作用来攻击这些外源物质。昆虫对细菌感染的免疫反应中出现一个有效的体液杀菌系统。这个系统由一些具广谱杀菌效果的抗菌多肽和抗菌蛋白类物质组成。昆虫的免疫反应的研究已有不少报道,但普遍认为昆虫缺乏淋巴T细胞和免疫球蛋白,因而其免疫系统较为特殊。目前研究得较多的一类抗菌肽,蚕抗菌肽一般由35～40个氨基酸残基组成,对格兰氏阴性和阳性细菌均有明显杀伤作用。在其它一些鳞翅目昆虫以及棕尾别麻蝇(Sarcophaga peregrina)、果蝇(Drosophila melangaster)等昆虫体内也报道有抗菌肽。Lee等在猪的肠中也发现抗菌肽。抗菌肽基因也已分离。各种抗菌肽对不同的细菌都有抑杀作用。     

Genetics and Improvement of Bacterial Blight Resistance of Hybrid Rice in China

Since 1980s,rice breeding for resistance to bacterial blight has been rapidly progressing in China. The gene Xa4 was mainly used in three-line indica hybrid and two-line hybrid rice. The disease has been ‘quiet’ for 20 years in China,yet in recent years it has gradually emerged and been prevalent in fields planted with newly released rice varieties in the Changjiang River valley. Under the circumstances,scientists inevitably raised several questions:what causes the resurgence and what should we do next? And...     

OsDUF500基因沉默提高水稻对白叶枯病的抗性

 以编码HarpinXoo 的hrf1转基因水稻NJH12的cDNA为模板,克隆到了DUF500的保守功能区。序列分析表明,OsDUF500是DUF500家族成员,功能未知。构建OsDUF500的沉默载体,用土壤根癌农杆菌介导的方法转化粳稻 R109,用Hpt抗生素做抗性筛选,获得9个再生株系。经分子鉴定,8个为沉默株系（ABD 2~9）。与野生型相比, ABD株系株高变矮,叶片变短,出现白色空秕谷。白叶枯病抗性鉴定结果表明,OsDUF500沉默株系对水稻白叶枯病的抗性存在差异,病斑长度比野生型明显缩短,病斑面积均在30%以下,株系ABD 3和ABD 5病斑面积分别为12.3%和15.7%,显示出较好的抗性。推测在稻瘟病抗性中上调表达基因OsDUF500对水稻白叶枯病抗性起负调控作用。     

水稻雪禾矮早矮秆基因定位研究初报

 研究了云南稻种矮源雪禾矮早的矮秆基因sd-s (t)与20个已知矮秆基因以及与2个标记基因gh-1和st-t间的关系。结果表明，sd-s(t)与d-2、d-3、d-6、d-7、d-10、d-11、d-14、d-17、d-18^h、d-19、d-27、d-30、 d-35、d-42 、d-47、d-51、d-52 等19个矮秆基因为非等位关系，而与d-1可能为复等位关系。建议将sd-s(t)命名为 d-1^x。 该复等位基因系列的显隐关系为+>d-1^x>d-1. 在第VI+IX连锁群上的d-1^x与gh-1的交换值为33%±5.6%，与st-2的交换值为23%±6.1% gh-1与st-2的 的交换值为48%±4.7%，即d-1^x位于gh-1和st-2两个标记基因之间。     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与 活性氧代谢的关系

以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料,于2叶期用Tiron、Paraquat（PQ）和稻白叶枯病菌弱毒每株75－l进行诱导处理,测定诱导处理后3、24、48、72h叶中超氧化物歧化酶（SoD）活性、o2产生速率及丙二醛（MDA）含量的动态变化,并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76－25进行挑战接种,结果表明：75－1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性,并使诱导叶中o2产生速率和MDA含量增加。75－1使o2产生速率在24h达峰值,比对照升高3o．6％（余水糯）和25.3％（浙辐8o2）;而PQ使o2产生速率在24～72h维持较高水平,比对照升高49.4％（余水糯）和39．7％（浙辐8o2）。MDA含量的变化晚于o2产生速率的改变,在72h达最高值。75-1使SoD活性降低,并在24h达最大降幅;而PQ使SoD活性升高,并在48h达峰值。Tiron使PQ和75－l的诱导效果减弱,并使75－l对余水糯和浙辐8o2的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作,导致侵染斑的形成。     

生物及非生物诱导因子对水稻白叶枯病的诱导抗性及其与活性氧代谢的关系

 以对白叶枯病高抗的水稻品种余水糯和高感的水稻品种浙辐802为材料,于2叶期用Tiron、Paraquat(PQ)和稻白叶枯病菌弱毒株75-1进行诱导处理,测定诱导处理后3、24、48、72 h叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性、O2-产生速率及丙二醛(MDA)含量的动态变化,并于3叶期用白叶枯病菌强毒株76-25进行挑战接种,结果表明：75-1和PQ均诱导两品种产生了系统抗性,并使诱导叶中O2-产生速率和MDA含量增加。75-1使O2-产生速率在24 h达峰值,比对照升高30.6%(余水糯)和25.3％(浙辐802);而PQ使O2-产生速率在24～72 h维持较高水平,比对照升高49.4％(余水糯) 和39.7％(浙辐802)。MDA含量的变化晚于O2-产生速率的改变,在72 h达最高值。75-1使SOD活性降低,并在24 h达最大降幅;而PQ使SOD活性升高,并在48 h达峰值。Tiron使PQ和75-1的诱导效果减弱,并使75-1对余水糯和浙辐802的互作由非亲和性互作转变为类似亲和性互作,导致侵染斑的形成。     

普通野生稻对水稻白叶枯病抗性的评价及遗传研究初报

 重复评价了48份普通野生稻对3个白叶枯病菌系P1、HB84-17和T1的抗性。6份材料抗所有3个菌系，其中1个材料RBB16的抗性是相对稳定和纯合的。遗传研究表明RBB16对菌系P1、HB84-17和T1的全生育期抗性分别受制于2和3对显性基因，它们与显性基因Xa-4非等位,是否为新基因尚待进一步测定。抗性转育表明RBB16的抗性遗传效应较强。