基于PARMS技术的抗稻瘟病基因Pigm分子标记的开发

【目的】建立抗稻瘟病基因Pigm的荧光分子标记,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用抗稻瘟病基因Pigm基因序列与其等位基因Pi2、Pi9及感病品种日本晴中等位基因序列差异,结合PARMS技术(Penta-primer amplification refractory mutation system),建立Pigm基因的荧光分子标记。【结果】利用荧光分子标记PM-Pigm对48份水稻亲本材料进行检测,仅在谷梅4号中检测到Pigm荧光信号,并采用广西收集到的两个稻瘟病菌株ZB1和ZB13对48份水稻亲本进行了苗瘟抗性鉴定,验证分子标记有较强可靠性。【结论】Pigm荧光分子标记PM-Pigm能快速检测水稻是否包含Pigm抗性基因,为抗稻瘟病水稻分子标记辅助育种提供简便、可靠的基因筛选技术。     

稻瘟病抗性基因 Pi2、Pita 的特异 KASP 标记开发与应用

【目的】水稻稻瘟病抗性基因 Pi2 和 Pita 是对华南稻区稻瘟病生理小种具有广谱抗性的基因,对水 稻的稻瘟病抗性育种具有重要应用价值,开发一套高效的鉴定方法有利于提高水稻抗病品种培育效率。【方法】 根据高抗稻瘟病品种‘黄广油占’与高感稻瘟病品种‘广陆矮 4 号’在 Pi2 基因的第 787 位、第 788 位密码子上的 变异 GCA GGA/GTG TTA,以及高抗稻瘟病国际稻种质资源 Tetep 与高感稻瘟病地方种质资源丽江新团黑谷在 Pita 基因第 6 640 位碱基上的变异 G/T,基于竞争性等位基因 PCR（Kompetitive Allele Specific PCR,KASP）标记技术原 理,开发抗稻瘟病基因的分子标记。【结果】开发了两个抗稻瘟病基因 Pi2 和 Pita 的功能位点 KASP 标记（W-Pi2、 W-Pita）,利用标记对广东省农业科学院水稻研究所培育的常规稻、香稻、杂交稻新品种进行检测,筛选出抗性品 种 19 个,其中单个基因检测为抗病等位基因型的水稻品种有 13 个,两个基因均为抗病等位基因型的品种有 6 个, 比较两个标记结果,Pi2 抗性等位基因在育成品种中的频率高于 Pita 抗性等位基因频率。综合所有结果,表明 2 个 标记可在早期（种子或苗期）检测育种材料抗稻瘟病基因 Pi2 和 Pita 的等位基因型,无需将育种材料种植到病圃鉴 定即可筛选出抗病单株。【结论】利用开发的 KASP 功能分子标记 W-Pi2、W-Pita 能够较好区分不同抗性的水稻 亲本品种,可清楚区分水稻育种材料间不同的等位基因型,对育种材料进行准确筛选。     

利用MAS技术培育水稻多抗、优质强恢复系桂恢663

【目的】培育新的兼抗稻瘟病、白叶枯病和细菌性条斑病,且米质较优的水稻强恢复系,为选育抗病、高产、优质的杂交稻组合提供良好的亲本材料。【方法】以抗稻瘟病品种合丰占为母本,与抗白叶枯病品系粤泰占杂交,通过分子标记辅助选择(MAS),获得多个抗病基因聚合的优良单株,再经过多代自交选育,并进行田间抗性及米质鉴定、农艺性状考察及恢复力测试。【结果】培育出聚合了抗稻瘟病基因Pi-ta、Pib、Pi54和抗白叶枯病兼抗细条病基因xa5的多抗、优质强恢复系桂恢663。桂恢663对白叶枯Ⅳ型菌和强毒Ⅴ型菌表现为抗,对广西细条病优势菌株JZ-8表现为抗,对14个稻瘟病菌株,有12个达到1级抗性。桂恢663除直链淀粉含量偏低外,其余6个主要米质指标均达到国标2级标准,其与丰田1A所配抗病、高产、优质组合丰田优663通过广西品种审定。桂恢663和丰田优663谷粒具有香味。【结论】桂恢663兼抗稻瘟病、白叶枯病和细条病,且恢复力强、米质较优具有香味,是组配抗病、高产、优质杂交组合的优良亲本,同时为水稻提供重要遗传基础材料。     

基于KASP技术的稻瘟病抗性基因Pi9分子标记的开发与评价

【目的】开发抗稻瘟病基因Pi9的荧光分子标记,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用PCR克隆测序,并比对供体亲本与受体亲本之间抗稻瘟病基因Pi9序列的差异,开发1个基于SNP位点的高通量KASP分子标记。【结果】利用该标记对水稻杂交群体278个单株进行基因分型检测,结果发现141个单株的基因型为T/T,137个单株的基因型为C/C,分型结果与SSR分子标记检测结果一致;通过在岑溪稻瘟病高发区进行稻瘟病鉴定,验证了Pi9-KASP分子标记有较强可靠性。【结论】基于SNP位点开发的Pi9-KASP分子标记可以高效应用于水稻抗稻瘟病品系的种质资源鉴定及分子标记辅助选择育种中。     

分子标记辅助选育抗褐飞虱和抗稻瘟病的水稻恢复系

【目的】通过分子标记辅助选择培育兼抗褐飞虱和稻瘟病的水稻新恢复系,为杂交水稻抗病虫害育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病虫鉴定相结合的手段,将广谱高抗稻瘟病基因Pi9导入携带抗稻褐飞虱基因Bph14和Bph15的优良恢复系桂恢1561中。【结果】在BC_2F_3中检测到17个株系聚合了Bph14、Bph15和Pi9的纯合基因,其中GH18-1、GH18-7、GH18-10和GH18-18等4个株系农艺性状与轮回亲本桂恢1561相似,褐飞虱及稻瘟病抗性均达到抗级水平。【结论】通过常规的回交选育、分子标记和抗性鉴定相结合的方法,筛选获得4份聚合了褐飞虱抗性基因(Bph14、Bph15)和抗稻瘟病基因Pi9的抗性水稻中间材料,为选育新的双抗病虫害水稻恢复系提供种质资源。     

华南常用籼稻亲本稻瘟病抗性评价及抗性基因鉴定

[目的]评价分析华南地区常用籼稻亲本稻瘟病抗性及抗性基因,为水稻稻瘟病抗性育种提供理论依据.[方法]利用人工接种鉴定对52份华南地区常用籼稻亲本进行稻瘟病抗性分析,同时利用分子标记检测稻株携带的抗性基因,分析亲本材料稻瘟病抗性与其所携带稻瘟病抗性基因间的关系.[结果]从52份适应华南生态条件的籼稻亲本材料中筛选获得4份广谱抗源(2份抗谱为100.0%,2份抗谱为92.9%);常规稻较恢复系和保持系具有更高的稻瘟病抗性.ZA1、ZA9和ZB9生理小种较ZB1和ZB5生理小种表现出更强的致病力,具有较低的抗性频率.Pi-ta和Pi54基因的出现频率最高,均为0.42;其次是Pib基因,出现频率为0.37;Pi-km基因的出现频率较低,仅0.06;所有籼稻亲本材料中均未检测出Pi9基因.携带Pib+Pi54+Pi-km和Pi-ta+Pib+Pi54三基因稻株的抗性高于所有单基因或双基因稻株.[结论]华南常用籼稻亲本材料中存在着优良的稻瘟病广谱抗源,可利用这些抗源拓宽育种材料的遗传背景,培育抗病优良品种.多个抗性基因聚合能有效提高稻株对稻瘟病不同生理小种的抗性,在育种实践中应加强多基因聚合材料的创制和利用研究.     

新育三系杂交稻亲本的稻瘟病抗性基因分子标记检测研究

【目的】了解不同抗病基因在育种亲本材料上的分布,为选育抗病品种提供参考。【方法】利用与抗稻瘟病基因ppi2、pikm和pita紧密连锁的分子标记检测分析新育成的杂交水稻亲本材料32份,同时进行田间抗性鉴定。【结果】含有pi2、pikm和pita的有2份材料;含有pi2和pita的有12份材料;含有pikm和pita的有2份材料;含有pita的有1份材料。田间鉴定抗稻瘟病的有34份材料。【结论】新育三系不育系德5A和恢复系泸恢37可作为抗病品种选育的骨干亲本应用。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

宁夏自育水稻品种及部分引进品种的稻瘟病抗性基因分子标记检测

为明确宁夏水稻种质资源中含有的抗稻瘟病基因型及基因数量,为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择育种奠定基础。采用与抗稻瘟病基因Pita、Pi-kh、Pib、Pi2、Pi-km、Pi9、Pi5紧密连锁的7个分子标记,对25份宁夏自育水稻品种和55份引进水稻品种的抗稻瘟病基因进行分子检测。结果表明,宁夏自育水稻品种的抗稻瘟病基因较少,68%的材料仅含1~2个抗瘟基因,缺乏Pita、Pi2基因;抗病性鉴定也证实,只有8份材料达到中等抗性,主要含有Pib、Pi-km、Pi9抗瘟基因。37%的引进品种含3~6个抗稻瘟病基因,主要抗瘟基因有Pib、Pi-kh、Pi-km、Pi2、Pi9和Pita,这些材料均可为宁夏水稻抗稻瘟病的分子标记辅助选择育种提供抗病基因。     

水稻稻瘟病菌致病性分化研究

用全国统一稻瘟病菌生理小种鉴别寄主鉴定出的稻瘟病攻生理小种中,典型的籼型优势小种,如：ＺＡ１３、ＺＢ１３、ＺＣ１３和ＺＣ１５,同一小种不同菌株的致病力不同,当加入辅助品种参测,均可再划分为不同的致病类型（亚小种）。这一结果表明：传统的选用优势小种的代表性菌株来进行水稻品种抗瘟性鉴定的方法是有局限性。     

安徽省稻瘟病菌生理小种鉴定分析

【目的】探究安徽省稻瘟病菌优势种群和优势生理小种分布,分析优势生理小种的致病力,为稻瘟病抗性育种和品种推广布局提供参考。【方法】利用7个水稻鉴别品种,采用苗期人工喷雾接种法对2019—2020年收集的安徽省5个稻作区21个市(县、区)的稻瘟病菌进行鉴定,利用不同优势生理小种对775份水稻资源进行苗瘟抗性鉴定,分析其致病力,筛选抗稻瘟病优异水稻资源。【结果】共鉴定出7群25个稻瘟病菌生理小种,优势种群为ZB群,出现频率为58.58%,其次为ZC群,出现频率为22.62%;优势生理小种为ZB13、ZB15和ZC15,出现频率分别为32.43%、17.98%和17.98%。沿淮淮北单季稻作区凤台县优势生理小种为ZB15、ZC15和ZB13,怀远县为ZB13和ZB9,谢家集区为ZB13和ZG1;江淮丘陵单、双季稻过渡区全椒县优势生理小种为ZB15,寿县为ZB13、ZC15和ZB15,肥西县为ZB13和ZB15;沿江双、单季稻作区青阳县优势生理小种为ZC15,无为市为ZB13和ZG1,宣州区为ZB13、ZB15和ZC15,当涂县为ZB13、ZC13和ZC15,贵池区为ZB15和ZC15,南陵县为ZC15、ZB13和ZB15,怀宁县为ZB13;大别山地单、双季稻作区金寨县优势生理小种为ZB13和ZG1,潜山市为ZB13和ZB15,岳西县为ZB13和ZH1;皖南山地单、双季稻作区石台县优势生理小种为ZB15、ZB13和ZC15,休宁县为ZC15、ZG1、ZB15和ZH1,宁国市为ZB13和ZG1,黄山区为ZB13、ZC13和ZC15,歙县为ZC15。优势生理小种致病力分析结果显示,休宁县和金寨县ZB13的致病力分别为59.68%和62.06%,平均为60.87%;休宁县和潜山县ZB15的致病力分别为61.16%和64.84%,平均为63.00%;休宁县和南陵县ZC15的致病力分别为71.29%和66.26%,平均为68.78%。通过筛选获得10份抗苗瘟优异种质资源。【结论】安徽省稻瘟病菌优势种群为ZB和ZC群,优势生理小种为ZB13、ZB15和ZC15。明确了安徽省不同稻作区生理小种的结构分布。     

鄂西南地区2012-2014年稻瘟病菌致病性变化分析

为研究鄂西南地区稻瘟病病菌的致病型,将2012-2014年采自鄂西南地区感病水稻并分离保存的136个菌株分别接种到7个中国鉴别品种和15个水稻抗稻瘟病单基因系品种上,以中国鉴别品种中的丽江新团黑谷为感病对照,基于7个中国鉴别品种的鉴定结果表明:136个菌株中有121个具有致病性,分属于ZA、ZB、ZC、ZE、ZF、ZG共6群11个生理小种,ZB为优势种群,但ZC频率逐年升高,到2014年与ZB势均力敌;ZB13为第一优势生理小种,ZC15和ZB15所占比例逐年升高.15个水稻抗稻瘟病菌单基因系的鉴定结果将121个菌株分为77个致病型,且不同年份分离的菌株致病力差异较大.90%以上菌株对含有Pib、Pit和Pi11抗病基因的水稻单基因系有致病力,而对含有Pi9和Pikh抗病基因的水稻单基因系的致病力较弱,不到10%.此结果可以为育种工作者及当地农业部门的品种布局提供参考.     

四川省主要水稻品种抗稻瘟病性评价及病菌生理小种监测

 对四川省30个主要杂交稻品种抗稻瘟病性鉴定结果表明,叶瘟4～5级、颈瘟1～5级,表现抗和中抗的品种有Ⅱ优448,冈优182,菲优多1,冈优多1,汕优多1和冈优615等18个。对来自四川省主栽品种冈优22、汕优多1等品种上的稻瘟病菌175个有效单孢菌株测定结果表明,病菌生理小种由6群44个小种组成,以ZB群为优势种群,出现频率为49.71%,其次,ZA,ZC 群出现频率分别为18.29%和23.43%。     

广西稻瘟病菌生理分化及对4个水稻品种的毒性测定

[目的]研究广西桂北、桂南、桂中、沿海及右江河谷等稻瘟病偏重发生的部分县(市)稻瘟病菌生理分化、无毒基因类型和出现频率,为水稻品种合理布局和稻瘟病持续控制提供理论依据.[方法]以7个中国稻瘟病鉴别品种和4个单基因水稻品种为试验材料,对从广西5个县(市)稻瘟病样本中分离获得的104个稻瘟病菌株进行生理分化和致病性测定.[结果]供试的104个稻瘟病单孢菌株分属于6个群(ZA、ZB、ZC、ZD、ZE、ZG),共24个生理小种,其中优势种群为ZB群,优势小种为ZB群1、9和15号小种.104个稻瘟病菌株在4个单基因水稻品种的毒性频率分别为89.42%、55.77%、82.69%和72.12%,相应的无毒基因频率分别为10.58%、44.23%、17.31%和27.88%.来自全州县、鹿寨县、合浦县、平果县和桂平市的104个稻瘟病菌株所含的无毒基因类型基本一致,都包含有对Pi-a、Pi-ta、Pi-b、Pi-k等4个抗性基因的无毒基因类型,各地出现的无毒基因频率有一定差异.[结论]广西田间稻瘟病菌群体结构复杂、生理小种数量大是水稻品种抗病性容易丧失的主要原因;来自广西不同地区的稻瘟病菌株间无毒基因出现频率有差异,含有抗病基因Pi-b的水稻品种比含有抗病基因Pi-ta、Pi-a和Pi-k的水稻品种对于稻瘟病有更强的抵抗能力,具有较高的应用价值.     

安徽稻区稻瘟病菌生理小种的鉴定

稻瘟病菌的致病性分化严重,生理小种多、变化快,是水稻抗病品种容易丧失抗性而沦为感病品种的主要原因之一。笔者用中国统一鉴别品种对2002年安徽稻区308个稻瘟病菌的单孢菌株进行了生理小种的活体和离体鉴定,结果表明:两种鉴定方法的鉴定结果基本一致,稻瘟病菌ZA、ZB、ZC、ZD、ZE、ZF、ZG和ZH等8个群在安徽省均有分布,但其优势群为ZB群,ZB13和ZB15为优势小种;优势小种在不同水稻品种上出现的频率存在一定差异。在供试的四种保鲜剂中,以6-BA保鲜效果最好,对离体稻叶接种稻瘟病菌后病情的发展也无明显的抑制作用,适合于稻瘟病菌的离体接种。     

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.     

源自杂交稻组合五优308 稻瘟病菌致病性分析

对采自广东韶关、河源、梅州等稻区严重感染稻瘟病的杂交稻组合五优308穗瘟标样进行了稻瘟病菌分离,获得源自不同地点的穗瘟标样分离物18个,利用7个中国稻瘟病菌小种鉴别品种和11个单基因系对分离物进行了致病性分析.结果表明:所分离菌株鉴定出ZB13、ZB15、ZC13等3个小种,分别占分离菌株的66.67％、27.78％、5.56％;对分离菌株表现出高感的抗性基因有Pi-ta2、Pi-sh、Pi-i,对分离菌株具有抗性较好的基因有Pi-kh、Pi-1、Pi2、Pi-9及Pi-50等;所有分离物均能回接上杂交稻五优308,使接种品种表现感病.选取GDHY-308-1401等3个菌株对广东部分品种(组合)进行了致病性测定,在测定的45个品种(组合)中,表现感至高感的品种(组合)有13个,占28.89％;中感的有2个,占4.44％;中抗至高抗的有30个,占66.67％.其中与五优308同一类型的杂交稻组合五丰优9802、五优613、五优1179对接种菌株表现出良好抗性,在五优308感病的稻区可考虑种植上述抗病品种.     

2008～2009年黑龙江省稻瘟病菌生理小种鉴定

2008～2009年在中国黑龙江省各主要水稻产区采集稻瘟病标样,共分离得到356个单孢菌株。采用全国统一的7个鉴别寄主共鉴定出7群34个中国小种。其中ZA、ZC和ZB为黑龙江省稻区的主要优势小种群,其出现频率分别为34.83%,19.38%和16.57%。ZB1是优势小种,其出现频率为9.27%,其次是ZC1(5.62%),再次是ZA1(5.06%)、ZA33(5.06%)和ZA49(5.06%)。从总体上看,不同地区稻瘟病菌主要生理小种的类型及其组成不同。