携有不同主效白叶枯病抗性单基因的3个粳稻近等基因系的选育

自１９８６至１９９３年，我们选育了第一批携有抗水稻白叶枯病主效基因，Ｘａ－３、Ｘａ－４和Ｘａ－１２的３个粳稻近等基因系：ＣＢＢ３、ＣＢＢ４和ＣＢＢ１２（暂名）。以１个感病并具有改良株型的粳稻品种沈农１０３３为轮回亲本，通过回交、自交直至ＢＣ５Ｆ５代。各世代经抗性测定和株型选择，直至各系的抗性稳定和农艺性状趋于一致。进行了３个近等基因系与其供体基因的抗性反应型比较、农艺性状考查及抗性遗传分析。通过育     

水稻抗白背飞虱近等基因系的构建及其抗性表现

将Rathu Heenati(PHT)的抗白背飞虱基因导入感虫早籼品种浙辐802，经过多次抗性筛选和感虫亲本回交，构建与浙辐802成对的近等基因系材料“浙抗”，并进一步进行了RAPD检测和对白背飞虱抗性反应的测定。结果表明：⑴RAPD标记S30仅与RHT和浙抗的DNA扩增出一条特异带；⑵白背飞虱田间数量调查、苗期群体和单株鉴定结果均表明“浙抗”的抗性与RHT相近，与浙辐802和TN1有着显著的差异。上述结果证明构建的这对抗白背飞虱等等基因系是成功的。⑶     

优质高产抗病性状近等基因导入系的构建

本文报道参与全球分子育种计划的部分工作,用华南广东双季稻生态区的重要核心种质丰矮占1号、粤香占构建华南急需的优质抗病近等基因系的相关研究。华南地区尤其广东由于经济比较发达,人们很早就注重优质水稻品种的培育,但华南区高温高湿的生态条件,病害发生比较严重,因此,利用世界各地的广泛资源为供体,以当地重要的核心材料为受体,构建优质抗性的近等基因导入系,对水稻育种和相关应用基础研究十分必要。     

籼稻DV85衍生系抗白叶枯病基因的遗传分析

应用粳型广亲和系Ｍ５０３与籼型白叶枯病原始抗源ＤＶ８５杂交，杂种Ｆ２代选择偏粳型的抗性植株进行花培，仅用二年半时间充成的粳稻衍生素系ＺＤ９２１４７和籼稻衍生系ＺＤ９２１５２与感病品种沈农１０３３、成株期抗白叶枯病的ＣＢＢ２、ＣＢＢ４杂交，其杂种后代用致病力较强的白叶枯病菌株９３－１在苗期接种，经遗传分析认为它们均带有一对隐性的Ｘａ－５全生育期白叶枯病抗性基因，从而进一步证实作者提出的籼粳稻间转育白     

水稻抗白叶枯病近等基因系的抗性鉴定揭示基因聚合的多向性效应

基因聚合是培育广谱、持久抗性水稻品种的有效策略。然而,水稻白叶枯病隐性抗性基因xa5和一些抗病基因组合后却产生了拮抗的聚合效应。为避免无效或拮抗的组合,有必要对携带单基因和基因组合的水稻品种进行抗性评价。调查了2个感病水稻系(籼稻IR24和粳稻TP309),4个单基因抗病系IRBB3、IRBB5、IRBB21和CBB23(分别含Xa3、xa5、Xa21和Xa23)和3个多基因抗病系IRBB54、IRBB50和IRBB59(分别含xa5+Xa21、xa5+Xa4、xa5+Xa21+xa13)对8个白叶枯菌小种的抗性。前期对xa5、Xa21单基因和基因聚合后的效应进行了报道,发现江汉大学保存的P8小种克服了Xa21介导的抗性。发现P8在TP309和IRBB3上都诱导8个小种中最长的病斑,进一步证明了P8致病力的变异;IRBB54、IRBB50和IRBB59对包括P8在内的8个小种表现出抗性,表明了基因聚合策略应对致病菌毒性变异的有效性;而Xa23单基因对所有小种的抗性都达到了三基因聚合系IRBB59的高抗性水平,但在和xa5聚合后抗性被弱化,呈现负向的拮抗效应。研究结果提示在进行水稻基因聚...     

水稻抗白叶枯病基因Xa21的调控机理研究进展

十年来，已经陆续鉴定的近30个白叶枯病抗性基因中先后有5个被克隆，它们是Xa21、Xa1、Xa26、Xa5和Xa27。Xa21是最早克隆的水稻白叶枯病抗性基因，也是单子叶植物中第一个克隆的抗病基因，具有广谱抗性，相关研究既有重要的理论意义，也具有重要的实用价值。     

水稻抗白叶枯病基因及其抗病机理的研究进展

水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv．oryzae致病菌引起的全球性水稻病害。到目前为止,已有26个抗病基因被发现,有10个基因已在染色体上被定位,包括显性基因Xa1、Xa4、Xa21andXa26(t)等和隐性基因Xa5、Xa13等。对大部分抗病基因的抗病机制了解还不是很清楚。利用标记辅助选择(MAS)进行抗病育种是防治白叶枯病的有效途径。在此,综述了已发现的抗水稻白叶枯病基因的种类、分子标记、抗病机制和在抗病育种中的应用。     

主要杂交稻亲本和抗白叶枯病基因的抗性评价

测定不同水稻品种对白叶枯病的抗谱,有助于抗病品种的直接利用和通过分子标记辅助选择或基因工程培育抗病品种.本研究利用10个来源于菲律宾的白叶枯菌株对我国目前大面积栽培的16个杂交稻骨干亲本品种、4个明确携有抗白叶枯病基凶的材料和高感白叶枯病材料IR24进行了抗性评价,结果表明:16个杂交稻亲本中对10个菌株全感的品种有7个,抗1个菌株的品种有6个,抗2个菌株的品种2个和抗3个菌株的品种1个.所有16个杂交稻亲本都不能达到蜀恢52721(Xa21)、明恢6323(Xa23)、IRBB3(Xa3)的抗病水平,说明它们不携有这3个广谱抗白叶枯病基因.从抗病的广谱性与强度评价,4个抗病基因的抗病效果强弱依次为Xa23、Xa21、Xa3、Xa4;10个白叶枯菌株的致病力强弱顺序为:P6＞P7＞P2＞P8＞P3＞P1＞P10＞P4＞P5＞P9;筛选出适合抗性基因Xa3、Xa4的鉴别菌株P1,Xa21、Xa23的鉴别菌株P6.     

普通野生稻抗白叶枯病新基因被正式命名为Xa-23

由中国农业科学院作物所水稻白叶枯病课题组研究鉴定的普通野生稻抗白叶枯病新基因,由国际水稻新基因命名委员会正式命名为Xa23 (RGN18,2001,NO.146)。可望取得具我国自主知识产权的国际专利。所申报的“普通野生稻抗白叶枯病近等基因系CBB23及其培育方法”于2002年9月获我国发明专利(ZL99111577.5 )。该项目获国家知识产权局2000年《中国十五年成就展最佳项目金奖》。课题组综合运用植物病理、生物技术、经典和分子遗传学技术,通过远缘杂交、花培、回交、自交、同步专化抗性鉴定等手段,历时16年,育成了为开展抗谱比较、抗……     

用mRNA差异显示法分离水稻抗白叶枯病相关基因

水稻抗病相关基因的克隆和功能研究有助于阐明水稻抗病性的分子机制。根据对水稻白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)抗性基因Xa21和Xa1功能的研究^[1,2],水稻抗白叶枯病基因与白叶枯病菌无毒基因互作后,激活下游一系列防卫反应基因的表达。除抗病基因外,水稻中参与对白叶枯病抗性的调控基因和防卫基因有哪些？它们在结构和表达调控上与其他植物的调控基因和防卫基因有何异同？均不很清楚。ｍRNA差异显示技术(mRNA differential display, DD)是近年发展起来的一种用于研究诱导表达基因的有效方法^[3~6],已成功用于动物细胞及肿瘤发育的特异基因的鉴定和克隆,在分离水稻差异表达基因方面也有不少成功的报道^[7~9],这为我们在水稻白叶枯病上开展类似工作提供了理论依据。     

丽江新团黑谷近等基因系抗稻瘟病分析

利用31个稻瘟病菌株对由国际水稻研究所育成以不具有主效抗性基因的丽江新团黑谷为轮回亲本的一套单基因近等基因系和8个抗性基因组合进行接种鉴定，结果表明，不同抗性基因的抗谱存在显著差异，其中IRBLZ-Fu(Pi-z)、IRBLZ5-CA(Pi-z-5)、IRBLZt-T(Pi-z-t)、IRBL9-W(Pi-9(t))的抗性频率分别为93%、97％、90％和96％，可初步认为Pi-z、 Pi-z-5、 Pi-z-t、Pi-9(t)为广谱抗性基因；不同抗性基因组合的抗谱均较其亲本宽，主要表现为抗性基因间的互补效应和积加效应，本研究为基因聚合培育广谱持久的抗性品种提供了理论依据。     

以丽江新团黑谷为遗传背景的抗稻瘟病基因累加系的选育及其抗性鉴定

以丽江新团黑谷（LTH）近等基因系为亲本,构建了3个F₆重组自交系群体,以具鉴别能力的菌株进行抗稻瘟病筛选,共获得3组携带两个抗病基因的累加系5个,即：1) F-Kpib-3（Pi-k^p/Pi-b）,F-Kpib-6（Pi-k^p/Pi-b）;2) F-Kita²-7（Pi-k/Pi-ta²）,F-Kita2-9（Pi-k/Pi-ta²）;3) F-Kmita（Pi-km/Pi-ta）。基因组成相同的累加系抗性相同,它们的抗病频率均高于相应的近等单基因系,3组抗病频率分别达100.0%、91.7%和50.0%。这些累加系可用于稻瘟病菌致病型鉴定、田间稻瘟病菌致病性变异监测和作为抗病亲本用于抗病育种。     

稻瘟病圃中水稻品系的抗瘟性评价与育种利用

在20世纪80年代抗病育种的基础上,从1994~2003年采用人工辅助接种、自然发病的方法对12151份次水稻材料在病圃中的稻瘟病抗性进行了监测。结果表明,10年共计有4933份次叶瘟表现抗病,7103份次表现为感病,分别占总份次的40.60%和58.46%;有4071份次颈瘟表现抗病,7965份次表现为感病,分别占总份次的33.50%和65.55%。有9034份次的材料叶瘟颈瘟表现一致,占总份次的74.35%,其中叶瘟感病颈瘟也感病的材料份次是叶瘟抗病颈瘟也抗病材料的两倍;叶瘟颈瘟表现不一致的材料有3002份次,占总份次的24.71%,其中叶瘟感病而颈瘟抗病的材料份次多于叶瘟抗病而颈瘟感病的材料份次。利用早期筛选的抗源,选育了抗病优良籼型杂交稻恢复系6326、蜀恢162、蜀恢527等。对稻瘟病抗病育种和抗病品种的合理利用等问题也进行了讨论。     

抗水稻纹枯病qSB-9Tq基因效应及作用方式分析

水稻第9染色体上存在1个抗纹枯病QTL,被命名为qSB-9,水稻品种特青在该QTL上携带抗性等位基因qSB-9^Tq,而Lemont携带相对感病等位基因qSB-9^Le。为精确地评价qSB-9^Tq的抗病效应,分析其作用方式,利用分子标记进行前景选择和背景选择,从轮回亲本Lemont与特青回交后代群体中筛选到1个目标单株。连续3年对该单株的扩繁后代(BC₆F₂)及随后获得的近等基因系采用嵌入法进行接种鉴定试验。田间试验采取2种不同的设计。第一种是完全随机试验,即从BC₆F₂分离群体中筛选出目标区间为qSB-9^TqTq纯合型、qSB-9^LeLe纯合型和qSB-9^TqLe杂合型个体,并对3种基因型个体间的病级平均数差异进行统计分析。第二种设计为随机区组设计,即在BC₆F₃和BC₆F₄代,分别对上述3种基因型的近等基因系群体,按3次重复的随机区组设计进行移栽和接种鉴定试验。结果表明,3年的试验结果表现出一致的趋势,即qSB-9^Tq存在于分子标记RM242~Y92.5之间,可减轻病级1.0级(0~9级病情分级系统)左右,且其抗性表现为几乎完全的显性特征。本研究的结果为qSB-9^Tq的精细定位和育种利用奠定了基础。     

高空气球搭载空间诱变品系稻瘟病抗性变异基因遗传分析及分子标记研究

在前期对空间诱变品系进行稻瘟病表型鉴定的基础上,选取部分空间诱变粤香占和青华占抗性变异高代品系（6代以上）进行稻瘟病抗性变异基因的遗传分析及分子标记研究。经遗传分析,发现突变品系YX03和QH06对菌株01—18a的抗病性分别受一对显性主效基因控制,而突变品系YX04和QH05分别受两对显性主效基因控制;并将QH06的抗病突变基因定位于第8染色体,与微卫星标记RM547连锁,遗传距离为8．5cM。研究结果表明空间诱变可以产生稻瘟病抗性基因的变异。     

分子标记辅助选择Xa23基因培育杂交稻抗白叶枯病恢复系

水稻抗白叶枯病新基因Xa23抗谱广、抗性强,被定位在第11染色体上。以携带抗白叶枯病基因Xa23的抗病品系CBB23为抗源,以优良杂交稻亲本9311和1826为受体材料,采用杂交和复交,在分离群体中利用与Xa23紧密连锁的EST标记C189进行分子标记辅助选择,通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择,获得160份目标基因纯合且农艺性状稳定的株系。使用鉴别菌系P6,采用人工剪叶接种法,在苗期和孕穗期对21份重点株系进行了抗性鉴定,所有株系在苗期和孕穗期都表现抗病。同时对3个不育系与其中5个株系配制的15个杂交组合进行了抗性鉴定,所有组合在苗期表现抗或中抗,在孕穗期表现抗。对其中6个杂交组合进行了品比试验,2个组合产量略低于对照两优培九,其余4个组合的产量均高于两优培九,用于测配的3个株系C6201、C6271和C6351有望作为杂交稻恢复系在生产中应用。研究表明在育种进程中利用与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有效的途径。     

小麦芒长抑制基因B1近等基因系的鉴定及遗传分析

芒是小麦穗部重要的光合器官之一。本研究以一对芒长度存在差异的近等基因系SN051-1(长芒)与SN051-2(短芒)为材料,对其形态性状、穗和旗叶光合能力进行了调查,对芒长性状进行了遗传分析和分子标记分析。结果表明,SN051-1与SN051-2在抽穗期、开花期、株高、穗长、每株穗数、小穗数和穗粒数等性状方面均表现一致,仅芒的长度差异明显;SN051-1穗部的光合效率高于SN051-2穗部的光合效率,其千粒重也高于SN051-2;遗传分析证明二者芒性的遗传由单基因控制,短芒为显性。此外,我们筛选获得一个与芒长性状紧密连锁的、位于5A染色体长臂的SSR标记Xgwm291,与该基因间的遗传距离为4.99cM。因此,我们初步推断SN051-1与SN051-2可能是为位于5A染色体长臂的芒抑制基因B1的近等基因系。     

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。     

水稻小穗簇生性近等基因系的构建及其近等性评价

为了研究育种中间材料Z1820突变产生的小穗簇生基因对农艺性状的影响和对该基因进行定位克隆，我们用恢复系泸恢17(LH17)和N45作母本，Z1820作父本杂交，并用上述恢复系作轮回亲本，连续回交并自交，获得了簇生性近等基因系Cl-LH17和Cl-N45。用形态相似法和SSR标记对获得的两对近等基因系进行多态性分析，结果表明：（1）LH17和Cl-LH17在株高、穗长上有显著差异，在所考查的其他性状上差异不显著；N45和Cl-N45仅在穗长上有显著差异。（2）在所选用的120对SSR引物中，对LH17和Cl-LH17，只有第6染色体的两个引物（RM7434、RM5957）揭示了多态性，而对N45和Cl-N45则有位于3条染色体上的4个引物能揭示多态性。综合形态和SSR标记分析说明，LH17和Cl-LH17是一对近等性理想的簇生性近等基因系，有利于该簇生基因的进一步研究；Z1820的簇生基因能使穗长、株高负增长，对有效穗、每穗总粒数、结实率等重要性状无显著影响。（3）簇生性在N45的遗传背景中的表现强于在LH17的遗传背景中的表现。