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^*）。     

转Xa21基因不育系皖21A的白叶枯病抗性与利用

利用基因枪转化法将Xa21基因导入80-4B（BT型不育系80-4A的保持系）,选育出纯合稳定的株系皖21B。以80-4A与皖21B连续回交转育,育成了高抗白叶枯病的不育系皖21A,对皖21A和皖21B的不同世代材料进行PCR分析和田间白叶枯病菌抗性试验,表明Xa21基因稳定遗传且抗性稳定。皖21A与恢复系R18、HP121、U160配制杂交组合具有良好的抗病性和产量潜力。     

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。     

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。     

水稻抗白叶枯病基因Xa3/Xa26家族成员的表达模式分析

 水稻抗白叶枯病基因Xa3/Xa26是一个多基因家族的成员。为了检测该基因家族中是否可能存在其他抗病基因和这些成员可能发挥功能的部位,系统研究了Xa3/Xa26基因家族成员的表达模式。将籼稻品种明恢63、特青、93 11和粳稻品种日本晴中Xa3/Xa26基因家族的13个成员（MRKa、Xa3/Xa26、MRKc、TRKa、TRKb、TRKc、9RKa、9RKb、9RKe、NRKa2、NRKe、NRKf1和NRKf3）的启动子与编码绿色荧光蛋白（GFP）的报告基因进行融合表达,通过农杆菌介导的遗传转化方法将不同启动子调控的报告基因分别导入水稻。通过检测GFP表达,分析这些家族成员的组织特异性表达模式,发现Xa3/Xa26基因家族成员的表达模式基本一致,主要集中在水稻各组织的维管束细胞及其周围细胞中。Xa3/Xa26基因家族的表达模式与抗维管束病原菌（如白叶枯病菌）基因的功能非常吻合。这种表达模式为寄主进化过程中,从该家族不断产生新的抗病基因提供了重要信息。     

含白叶枯病抗性基因Xa23水稻恢复系的分子标记辅助选育

 通过常规杂交育种技术和分子标记辅助选择技术,对携有白叶枯病抗性基因Xa23的亲本材料CBB23进行回交转育和农艺性状改良。通过分子标记辅助选择检测目的基因,快速获得了12份具有Xa23基因的恢复系稳定材料。采用白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6对该12份材料进行室内接种鉴定,筛选出1份高抗白叶枯病的抗性新恢复系材料。应用3个不同的不育系对该恢复系进行测交,结果表明该恢复系具有良好的恢复性及产量潜力。     

Cecropin B转基因水稻及其后代抗白叶枯病研究初报

 就单株自交繁殖得到的京引119的Cecropin B转基因水稻T0代到T5代共6个世代的不同单株株系对白叶枯病的抗性进行了初步研究。结果表明,Cecropin B转基因水稻对白叶枯病的抗病性在后代中出现分离,但能传递到高世代,在T4代中得到两个抗病性提高的株系。从白叶枯病菌侵染抗病性不同的株系的动态变化结果表明,Cecropin B转基因水稻能抵抗白叶枯病的轻度感染,但要彻底改进转基因水稻抗病性,必须有高水平的杀灭病菌的物质表达。     

Xa21基因的分子生物学研究进展

介绍了水稻抗白叶枯病害基因Xa21的分子生物学研究进展。Xa21定位于水稻第11号染色体上，与分子标记RG103，以及PCR产物RAPD248、RAPD818等紧密连锁，利用标记RG103作探针已从细菌人工染色体（BAC）和粘粒文库中克隆出包含Xa21基因位点的9．6kbKPnI片段，该片段包含一个3O75bp的开放阅读框，中间有一个843bp的内含子。Xa21基因产物为一1025个氨基酸的受体蛋白，具有LRR和STK区，结构与Cf-9、NPTO等蛋白相似，其抗病分子机制尚不太清楚。     

转基因杂交稻组合汕优63和汕优559对白叶枯病的抗性

 采用包括与Xa21相匹配的鉴别菌系在内的12个国际鉴别小种和中国7个病原型，接种由明恢63、盐恢559的Xa21转基因单拷贝抗性纯合系与珍汕97A杂交获得的转基因杂交稻汕优63 (汕优63-Xa21 73个 F1群体和转基因杂交稻汕优559（汕优559-Xa21 13个F1群体，测定转基因杂交稻对白叶枯病的抗性。结果表明这2个转基因杂交稻组合具有优良的广谱抗性， 抗谱与Xa21基因供体IRBB21相同，非转基因杂交稻表现感病。     

基因水稻培矮64S回交后代白叶枯病抗性与育性研究

对筛选到的转[WTBX][STBX]Xa21[WTBZ][STBZ]基因培矮64S后代纯合株系抗性与育性的研究表明,在第5代杂种中,该外源基因仍能稳定遗传表达;以其作父本、培矮64S为母本所配制的F1植株, Xa21基因PCR检测均呈阳性,且绝大多数表现抗白叶枯病,说明该外源基因能够通过常规杂交方式转移利用。这些杂交组合F2群体中抗病与感病株出现3∶1分离,表明转Xa21基因在杂交后代的传递属单基因显性遗传。长日高温下,（培矮64S/转Xa21基因培矮64S）F1雄性完全可育,F2群体可育与不育株出现27∶1分离。     

转中国对虾抗菌肽基因水稻抗白叶枯病效应初析

抗菌肽是一类具有抗菌活性的多肽类物质。利用农杆菌介导法将中国对虾抗菌肽基因np3和np5分别导入粳稻品种爱知旭中,PCR检测显示,T0代转np3基因和np5基因水稻植株的阳性率分别为36%和45%。RT-PCR检测T1代转基因水稻,结果表明抗菌肽基因在RNA水平上得到表达,而抗菌肽的表达对农艺性状未产生显著影响。用白叶枯病菌小种CR4分别对4个T1代转np3基因和np5基因株系进行接种,所有转基因株系均表现出比对照更高水平的抗性。为了验证抗菌肽基因的广谱抗性,进一步检测了np5转基因株系对3个菌株JS97-2、ZHE173和OS-225的抗性,发现中国对虾抗菌肽基因np5对白叶枯病菌可能具有较广谱的抗性。     

Resistance of Antimicrobial Peptide Gene Transgenic Rice to Bacterial Blight

Antimicrobial peptide is a polypeptide with antimicrobial activity. Antimicrobial peptide genes Np3 and Np5 from Chinese shrimp (Fenneropenaeus Chinensis) were integrated into Oryza sativa L. subsp. japonica cv. Aichi ashahi by Agrobacterium mediated transformation system. PCR analysis showed that the positive ratios of Np3 and Np5 were 36% and 45% in T0 generation, respectively. RT-PCR analysis showed that the antimicrobial peptide genes were expressed in T1 generation, and there was no obvious difference in agronomic traits between transgenic plants and non-transgenic plants. Four Np3 and Np5 transgenic lines in T1 generation were inoculated with Xanthomonas oryzae pv. oryzae strain CR4, and all the four transgenic lines had significantly enhanced resistance to bacterial blight caused by the strain CR4. The Np5 transgenic lines also showed higher resistance to bacterial blight caused by strains JS97-2, Zhe 173 and OS-225. It is suggested that transgenic lines with Np5 gene might possess broad spectrum resistance to rice bacterial blight.     

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。     

通过分子标记辅助选择技术选育携有水稻白叶枯病抗性基因Xa23的水稻株系

 通过杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料18113携有的水稻白叶枯病抗病基因Xa23导入亚种间恢复系H705和优质恢复系H706。利用EST标记C189检测目的基因,在18113/H705 F3和18113/H706 F3株系中,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%。研究结果表明,C189是检测Xa23基因的有效分子标记之一,不过,其假阳性的几率高于理论交换率的现象还有待于进一步研究。