分子标记辅助选择Pi9基因改良R288的稻瘟病抗性

根据已克隆的广谱持久抗瘟基因Pi9的DNA序列设计功能标记Clon2-1,通过分子标记辅助选择开展回交育种实践,定向改良水稻恢复系R288的稻瘟病抗性。获得如下结果:Clon2-1为共显性标记,在Pi9基因供体亲本75-1-127和受体亲本R288之间多态性明显且稳定;Clon2-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的选择效率达100%。通过分子标记辅助选择和连续回交自交,获得了含Pi9基因的BC6F3群体,在此基础上筛选鉴定出1个高抗稻瘟病水稻新品系‘R288-Pi9’,用其与培矮64S配组获得的杂交组合同样表现出高水平稻瘟病抗性。     

MAS育种改良籼稻恢复系R599及其杂交种的稻瘟病抗性

根据已克隆的广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的启动子序列设计了特异显性DNA标记MS-1,通过分子标记辅助选择(MAS)技术,开展连续回交育种,定向改良籼稻恢复系R599及其杂交种的稻瘟病抗性。结果表明,Pi9基因供体亲本75-1-127与受体亲本R599对23份供试稻瘟菌菌株的抗性表现及抗菌谱差异显著,两亲本的抗性频率分别为91.3%和30.4%。分子标记MS-1在75-1-127与R599之间呈现明显且稳定的多态性,标记基因型对抗病性表型的辅助选择效率达100%。从BC6F3株系中选育出一个与R599遗传背景相似但高抗苗瘟和穗瘟的改良恢复系R599-Pi9,并用它配制出抗稻瘟病的两系杂交种Y两优599-Pi9。     

MAS育种改良籼稻恢复系‘E32’及其杂交种的稻瘟病抗性

利用已克隆的广谱抗稻瘟病基因Pi9的DNA序列,设计功能分子标记Ins2-3,通过标记基因型辅助选择和连续回交育种实践,定向改良籼稻恢复系E32及其两系杂交种培矮64S/E32的稻瘟病抗性。获得以下结果:Ins2-3是一个高效共显性DNA标记,在Pi9供体亲本75-1-127和受体亲本E32基因组中分别扩增出一条793bp和2 kb的稳定条带,Ins2-3的辅助选择效率达100%;利用Ins2-3开展分子标记辅助选择育种,通过连续多代回交自交,育成了苗瘟和穗瘟抗性均显著提高的新恢复系E32-Pi9,其遗传背景与受体亲本E32一致;用E32-Pi9配制的两系杂交种培矮64S/E32-Pi9的稻瘟病抗性,比对照培矮64S/E32显著提高,而主要农艺性状及杂种优势表现非常相似。     

水稻Pi9基因序列标记的开发及其抗瘟育种应用

利用广谱抗稻瘟病基因Pi9的3'UTR序列设计特异DNA标记pi9utr,通过分子标记辅助选择和连续回交育种实践,改良7份籼稻亲本(316B、金23B、R207、R228、R288、R389、明恢86)的稻瘟病抗性。结果表明:pi9utr是一个高效显性分子标记,除R207外,在其余6份受体亲本与Pi9供体亲本75-1-127间均存在明显而稳定的多态;在室内接种后的316B×75-1-127 BC4F1群体和R288×775-1-127 BC6F1群体中随机取样,进行稻瘟病抗性表型和基因型鉴定及Pi9基因表达分析,证明pi9utr对两个组合回交后代个体的抗病性辅助选择效率均为100%,且在所有抗病单株中均能检测到Pi9基因的高效表达,在所有感病单株中均没有检测到Pi9基因的表达。利用pi9utr在回交世代中的连续辅助选择,获得了3个组合的BC4F1及3个组合的BC6F2代群体,为选育抗稻瘟病新品种打下了基础。     

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。     

分子标记辅助选择Pi9基因改良湘晚籼11号的稻瘟病抗性

以携带广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75-1-127为供体亲本,以优质常规晚稻湘晚籼11号为受体亲本及轮回亲本,利用Pi9基因内特异标记,在连续回交自交群体中开展分子标记辅助选择,定向改良湘晚籼11号的稻瘟病抗性。24份稻瘟菌菌株室内接种及田间病圃抗性鉴定结果表明,75-1-127和湘晚籼11号的抗菌谱差异显著,抗性频率分别为91.7%和29.2%,75-1-127高抗苗瘟和穗瘟,而湘晚籼11号高感苗瘟和穗瘟;鉴定出1个稳定高效的显性DNA标记Ins2-1,该标记引物从75-1-127基因组中扩增出1条532 bp的清晰条带,而在湘晚籼11号基因组中无扩增产物。利用Ins2-1开展标记辅助选择育种实践,从湘晚籼11号×75-1-127的BC_6F_3群体中鉴定出9个抗病改良系,为进一步培育优异抗病水稻新品种打下了基础。     

分子标记辅助选择改良三系杂交稻恢复系R225稻瘟病抗性

稻瘟病是水稻的主要病害,培育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病的有效途径。本研究通过分子标记辅助选择与杂交育种相结合的方式,将稻瘟病抗性基因Pi1、Pi2和Pi9导入到三系杂交稻恢复系R225。对BC3F3代材料进行苗期和成熟期稻瘟病抗性鉴定,携带1个或2个抗性基因的目标株系抗性达到中抗以上水平,稻瘟病抗性显著高于各自的轮回亲本。SSR标记分析表明,改良株系的遗传背景回复率达到86.1%~95.3%。通过标记辅助选择获得的改良材料为三系杂交稻恢复系的培育提供了稻瘟病抗性亲本。     

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。     

抗稻瘟病水稻光温敏核不育系华1201S的选育

华1201S是以广占63-4S为受体亲本、以携带Pi2基因的抗稻瘟病株系VE6219为供体亲本,通过1次杂交、3次回交、多次自交,每个世代用分子标记对目标基因Pi2进行跟踪检测,同时通过表型选择和抗性鉴定培育而成的中籼型水稻光温敏核不育系。2013和2014年在湖北恩施州两河村稻瘟病重发区自然鉴定,华1201S的稻瘟病综合抗性指数1.3~2.3级,穗颈瘟损失率均为1级,2 a表现均为抗稻瘟病。2015年在广东省农科院苗期抗谱鉴定,人工接种33个稻瘟病菌株,华1201S的抗性频率96.97%,而广占63-4S的抗性频率仅为12.12%。华1201S育性转换临界温度23℃,在武汉稳定不育期64 d,海南冬繁自然结实率70%以上。2015年8月通过湖北省农作物品种审定委员会鉴定。     

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。     

4个抗稻瘟病基因分子标记的建立及在水稻亲本中的分布

建立稻瘟病抗性基因的分子标记对于培育抗稻瘟病水稻品种有重要意义。本文利用抗稻瘟病基因Pi9、Pi2、Pi5和Pita基因序列与日本晴等位基因的序列差异,建立4个基因的共显性分子标记M-Pi9、M-Pi2、M-Pi5和M-Pita,并用这4个分子标记检测24个抗稻瘟病单基因系和48份水稻亲本,结合48份水稻亲本对广西采集的稻瘟病菌ZB1和ZB13苗瘟抗性鉴定结果,验证4个分子标记的特异性和有效性。结果表明,M-Pi9仅在含Pi9和Piz的单基因系中检测出特异带;M-Pi2仅在含Pi2和Pizt的单基因系中检测出特异带;M-Pi5仅在含Pi5、Pi3和Pii的单基因系中检测出特异条带;M-Pita在含Pita和Pita2的单基因系中检测出特异带。具有M-Pi2特异条带的水稻亲本对ZB1和ZB13均表现出抗性,而具有M-Pi9、M-Pi5或M-Pita特异条带的水稻亲本对ZB13均表现出抗性。     

水稻抗稻瘟病和抗白叶枯病基因聚合品系抗性分析

以Moroberekan和Tetep为稻瘟病抗性基因供体,镇恢084和IRBB21为白叶枯病抗性基因供体进行杂交和复交,通过系谱法育种、分子标记辅助选择和抗病性鉴定等方法,选育出5个农艺性状良好且抗稻瘟病和白叶枯病的水稻新品系08F039-7-2、08F039-11-2、08F014-2-1、08F017-15-1和A6-20-2。对这些品系的稻瘟病和白叶枯病抗性进行鉴定。结果表明:聚合Xa4、Xa7和Pi157的08F039-7-2和08F039-11-2高抗白叶枯病,08F039-7-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗,08F039-11-2的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为中抗和抗。聚合Xa21和Pi-ta的08F014-2-1和08F017-15-1中抗白叶枯病,08F014-2-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为高抗和抗,08F017-15-1的叶瘟和穗颈瘟抗性分别为抗和中抗;聚合Xa7、Xa21、Pi157和Pi-ta的A6-20-2高抗白叶枯病,叶瘟和穗颈瘟抗性均为中抗。     

利用分子标记技术聚合3个稻瘟病基因改良金23B的稻瘟病抗性

以C101LAC和C101A51为稻瘟病抗性基因的供体亲本,金23B为受体亲本,通过杂交、复交及一次回交,在分离世代,利用分子标记辅助选择技术结合特异稻瘟病菌株接种鉴定和农艺性状筛选,获得6个导入Pi 1、Pi 2和Pi 33基因的金23B导入系,其中导入系W1对稻瘟病的抗病频率为96.7%,明显高于携带单个基因的C104LAC（Pi 1）、C101A51（Pi 2）和北京糯（Pi 33）。基因聚合后抗病频率提高,说明基因聚合是培育稻瘟病持久抗性的有效方法之一。     

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。     

水稻优质抗稻瘟病新种质的创制

为了创制优质抗稻瘟病水稻新材料,研究以抗稻瘟病、恶白粒率低,碱消值高的种质资源IR79193-83-1-1-1为供体亲本,与强恢复系帮恢609为受体亲本进行杂交,对分离世代进行连续的功能标记辅助选择、米质外观、碱消值测定、稻瘟病抗性鉴定等的综合筛选,获得5份稻瘟病抗性强(均携带Pi9和Pi5抗性基因),综合农艺性状好,恶白粒率低,碱消值高的优质恢复系新材料,为杂交水稻新品种选育和种质创新提供材料。     

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...     

分子标记辅助选择改良杂交水稻Q优6号的稻瘟病抗性

为了提高长江中下游稻区大面积推广的中熟三系杂交中稻组合Q优6号的稻瘟病抗性,采用杂交、回交和分子标记辅助选择技术,将抗稻瘟病亲本材料75-1-127的广谱抗性基因Pi9渗入到Q优6号的父本R1005中,通过Pi9基因分子标记选择和综合农艺性状选择,育成了3个携带Pi9基因的株系CY11705-38、CY11707-6和CY11708-15,并与Q优6号的母本Q2A配制了3个组合。经主要农艺性状、产量、稻米品质分析和稻瘟病病区抗性鉴定,CY11705-38和CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质与R1005相似,稻瘟病抗性明显提高;组合Q2A/CY11705-38和Q2A/CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质与Q优6号相似,稻瘟病抗性也明显提高。认为以Q2A/CY11705-38或Q2A/CY11707-6替代Q优6号,可以在保持产量、生育期、稻米品质和主要农艺性状相似的基础上,明显提高稻瘟病抗性,降低生产风险。     

八个抗稻瘟病基因在华南籼型杂交水稻中的分布

【目的】已克隆的稻瘟病抗性基因Pi1、Pik-p、Pik-h、Pi2、Pi9、Piz-t、Pita、Pii对不同稻区的稻瘟病菌表现较广谱的抗性,被广泛应用于水稻抗瘟性育种。为了明确上述抗性基因在华南稻区杂交稻组合中的分布及其组合的抗病有效性,【方法】利用上述8个抗病基因的功能标记,对华南328个杂交稻组合进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pita和Pii分布频率最高,在测试组合中检出率分别为84.76%与67.68%;其次是Pi2与Pik-p,分别为22.87%与13.72%;检出频率较低的是Pi1、Piz-t和Pik-h,分别为5.18%、3.35%与2.13%,检测的品种都不携带抗性基因Pi9。在单个杂交稻组合中,检出的抗瘟基因数量最多是4个。抗病性评价结果表明,杂交稻组合中检出的抗病基因数量越多,其表现为抗病品种的频率就越高;含4个抗病基因的杂交稻组合中,抗病品种所占比率达91.67%。含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,其中Pi2与Pi1对华南稻区稻瘟病的抗病性贡献最大,其他抗病基因的贡献大小依次是Pik-h、Pik-p、Pita、Pii与Piz-t。【结论】本研究为华南稻区杂交稻抗病品种基因型的合理布局以及抗瘟基因的应用提供了科学依据。     

抗稻瘟病籼型光温敏核不育系E农1S的选育与利用

E农1S是湖北省农业科学院粮食作物研究所以广占63-4S为受体亲本，以携带Pi1和Pi2的抗稻瘟病育种材料GD-7为供体亲本，经杂交、回交和分子标记辅助选择培育而成的籼型水稻光温敏核不育系。该不育系具有稻瘟病抗性强、育性转换临界温度低、育性稳定、一般配合力好等特点，于2016年通过湖北省农作物品种审定委员会审（认）定，已配组育成13个杂交组合通过省级以上品种审定，具有很好的育种利用价值。     

分子标记辅助选择改良玉米自交系昌7-2的丝黑穗病抗性

选取5个与bin2.09主效抗病位点紧密连锁的分子标记,利用含主效抗病位点的黄早四近等基因系1JD006为供体亲本,开展连续回交分子标记辅助选择育种,定向改良玉米自交系昌7-2的丝黑穗病抗性.结果表明,标记3M1-25选择效率最高,其次为标记MZA6393.结合分子标记辅助选择和田间接种鉴定,在BC2F2群体中筛选出背...