水稻抗稻瘟病基因Pi2特异分子标记的开发与应用

稻瘟病是水稻最严重的病害之一,利用抗病基因选育抗病品种可以安全有效地防治稻瘟病.分子标记辅助选择(marker-assisted selection,MAS)技术可实现快速精准地定向培育含抗稻瘟病基因的抗性品种,但针对不同遗传背景育种材料开发设计特异性的分子标记是MAS育种的重要基础.广谱抗稻瘟病基因Pi2已被证明高抗...     

云南稻种资源抗稻瘟病鉴定的联合试验研究

在我国主要稻区8个稻瘟病圃对1744份云南稻种进行抗稻瘟病同步鉴定试验。主要结果是:1.筛选出高度广谱抗性品种9个,广谱抗性品种209个。两类材料约占稻种总数的15.1%。2.经统计分析各类型稻种的抗病程度存在显著差异,粳型陆稻和籼稻中有较多的抗稻瘟材料。3.云南南部和西南部西双版纳、思茅地区旱稻地带抗病材料较多,初步认为,它既是粳稻的起源地也是稻瘟病抗源基地之一。     

利用Pi-1基因邻近SSR标记鉴定稻瘟病抗性

Pi-1是具有广谱抗性的水稻显性主效抗稻瘟病基因,位于水稻11号染色体末端。本研究选择靠近此处的SSR标记15对,用含有Pi-1基因的Lac23与不含Pi-1基因恢复力强的N优69-1进行检测。检测出有差异条带5对引物,分别为RM224、RM254、RM2136、RM6094和RM6293。另外,以N优69-1为母本,以LAC23为父本进行杂交至F8代群体,利用上述差异分子标记,在F8趋亲单株中选择与Lac23标记一致的单株,与田间稻瘟病鉴定结果相比较。结果显示,RM6293对含有Pi-1基因材料的选育有较大的准确度,其次为RM254RM224RM2136RM6094。本实验与其它研究不同的是采用了F8代群体,认为多次自交重组后的遗传稳定株系才可能得到稳定的标记。     

分子标记选择水稻抗稻瘟病基因Pi40和Pib聚合体

培育多个抗病基因聚合的水稻品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用水稻抗稻瘟病基因Pi40、Pib的特异PCR标记,对含有Pi40、Pib的水稻品系复合杂交F250个植株进行检测,从中选择到Pi40、Pib双基因聚合的抗病植株28个,为持久、广谱抗病水稻育种奠定了基础。     

水稻抗稻瘟病基因Pi35功能性分子标记的开发及其应用

稻瘟病是水稻生产上的严重病害,利用抗病基因培育抗病品种是控制稻瘟病最经济而有效的措施。在日本,稻瘟病部分抗性基因Pi35作为广谱持久抗性基因已广泛应用于水稻育种和稻瘟病防治实践。但是,Pi35基因在我国的资源和品种中的分布情况不清,制约了这一重要基因在我国育种实践中的应用,急需开发实用的分子标记,并系统研究该基因在我国的品种及其亲本中的分布情况,为稻瘟病抗性育种服务。本研究通过比对抗、感品种中Pi35等位基因序列,发现一个能检测抗、感病性差异的特异SNP(3780 T),并据此开发了Pi35基因的功能性分子标记Pi35-d CAPS。利用该标记检测了抗源藤系138的衍生品种10份、微核心种质204份和主栽品种67份,结合测序鉴定,确认5份藤系138衍生品种(垦鉴稻3号、垦鉴稻6号、垦稻8号、绥粳3号和龙粳34)及2份微核心种质(粳稻品种抚宁紫皮粳子和籼稻品种细麻线)携带Pi35基因。本研究结果为通过分子育种手段高效利用Pi35基因改良我国水稻(特别是籼稻)品种的稻瘟病抗性提供了手段。     

云南稻种资源的利用

从生产中及稻作育种中的利用两个方面阐述了云南稻种资源的作用和地位,指出开发利用云南稻种具有很大的潜力。提出了利用云南稻种资源所面临的五个方面任务。     

分子标记辅助选育聚合抗稻瘟病基因Pi5及Pita的水稻新品系

稻瘟病是对水稻生产具有严重威胁的真菌病害,选育并推广聚合多个抗稻瘟病基因的抗病品种是防控该病最为经济有效的途径.本研究以携带不同抗稻瘟病基因的'吉粳105'(Pita)和'T639'(Pi5)为亲本杂交衍生的后代群体为试材,利用分子标记辅助育种技术,筛选到3个聚合抗稻瘟病基因Pita.和Pi5的后代.并以其中一个株系'...     

SSR对黑龙江省主栽水稻品种抗瘟基因Pi-1的检测分析

应用水稻稻瘟病抗性基因Pi-1紧密连锁的3个微卫星标记RM144、RM224和MRG4766对黑龙江省49主栽水稻品种(系)进行抗瘟基因Pi-1检测分析。结果表明,用3个与抗瘟基因Pi-1紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-1有检测是非常有效的途径,检测到富士光等14个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻品种(系)中的分布情况,为分子育种、合理搭配种植品种等提供了理论依据。     

水稻抗稻瘟病基因Pi47的精细定位和候选基因分析

不断挖掘和克隆抗稻瘟病新基因, 是解析水稻抗病分子遗传机制和培育抗稻瘟病新品种的重要基础。Pi47是笔者从广谱、持久抗稻瘟病湖南地方品种湘资3150中鉴定的稻瘟病抗性基因, 前期研究将其初步定位于第11染色体标记RM224和RM5926间。本研究利用3个Pi47单基因系与感病亲本CO39杂交F₂群体1687个感病单株对Pi47精细定位, 利用6个STS标记对3个单基因系进行背景分析, 采用生物信息学方法进行了候选基因分析。结果表明, Pi47被精细定位于CAPS标记S32与K33间0.24 cM区域的171.2 kb物理区间内, 背景分析将Pi47进一步缩小至SC12和K33间67.8 kb的区间内; 该区间含有8个结构基因, 其中2个编码NBS-LRR抗病类似蛋白, 为Pi47的候选功能基因。稻瘟菌抗谱比较分析发现, Pi47单基因系与其定位区间内4个Pik位点的等位基因Pik、Pikm、Pikh和Pikp的近等基因系抗谱不同。这些结果为进一步克隆Pi47和利用其进行分子标记辅助选择培育抗稻瘟病水稻新品种奠定了基础。     

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。     

广谱抗稻瘟病基因Pi9对籼稻的转化研究

通过农杆菌介导法，将由CaMv35s启动子启动的广谱抗稻瘟病基因Pi9转入5个籼稻品种（丰源B、湘晚籼13号、R996、527、1701）的愈伤组织中，所用质粒为pCAMBIA1301，pCAMBIA1301的T-DNA区含有潮霉素（hygmycin）抗性基因和β-葡萄糖苷酸酶（GUS）基因。以潮霉素作为筛选剂对籼稻愈伤组织进行筛选，结果表明，不同品种在转化过程中抗性愈伤率在73．9％～83．3％之间，获得的部分抗性苗经PCR检测为阳性，阳性植株的转化率差异显著，其转化率为5．7％～25．9％之间，对获得的抗性苗和T2代幼苗的根和叶进行GUS组织化学染色分析，有些抗性苗和T2代幼苗的根和叶呈蓝色反应，表明广谱抗稻瘟病基因Pi9基因己整合到水稻基因组并能正常表达。对T2代进行稻瘟病小种接种试验，结果显示了抗性分离。并且建立了一套较为有效的水稻遗传转化体系。     

空间诱变水稻品系T2的稻瘟病抗性分析及抗病基因定位

为了弄清水稻空间诱变稻瘟病抗性变异遗传机理,以一个空间诱变抗稻瘟病突变体T2为研究对象,采取抗谱测定,遗传分析及基因定位等方法,结果发现:2013年晚造T2抗谱达到90.6%,高于部分广东主栽品种;遗传分析表明,其对GD0193的抗性由1个显性主效基因控制,暂命名为PiTH;并通过SSR和InDel标记将该基因定位于水稻11号染色体SSR标记T5与InDel标记K10之间约1.63cM的遗传区域内。目前,该位点包含Pik抗病基因簇,因抗性差异,PiTH可能为该位点一新基因。     

水稻沈农606抗稻瘟病基因遗传分析及SRAP标记筛选

选用抗稻瘟病水稻品种沈农606为抗病亲本,以普感品种丽江新团黑谷为感病亲本配制杂交组合.对两亲本及其F2代单株进行苗期抗病鉴定,结果表明抗病亲本的抗性由核基因控制,受一对显性基因控制.根据F2代单株的抗病鉴定结果,采用BSA法,从110对SRAP引物中筛选出了4对在抗、感池间表现出多态性的引物,表明这些引物可能与沈农606的抗病基因连锁.利用这些标记对F2代112个感病单株进行扩增,根据扩增结果,采用Mapmaker 3.0软件计算遗传距离,结果显示,标记m5e1-500与抗病基因间的遗传距离最近,为2.8 cM.     

滇-型杂交水稻质核雄性不育恢复基因的SSR分子标记

用混合品集分析方法(BLA),在保持系和恢复系中的DNA各取20个样混合,对PMRF、OSR-33、RM294、RG304、RG257和RM228六对引物进行筛选,结果发现PMRF、OSR-33和RM228三对SSR引物在保持系和恢复系的混合之间有遗传差异.用这三对引物分别对不同的40个保持系和60个恢复系DNA样品进行扩增.另外,用滇-型杂交粳稻的保持系40份和恢复系60份与不育系进行测交,杂种F1花粉的育性经1%的I-KI染色,其花粉的可育率有高有低.用扩增出的带型与F1花粉的育性进行相关分析,结果表明扩增出带型与花粉的育性呈显著正相关,两种带型对应的花粉可育率均值经t测验差异极显著,表明PMRF、OSR-33和RM228标记与滇-型细胞质雄性不育育性恢复基因连锁,并且PMRF、OSR-33sSR和RM228引物是设计在第10染色体长臂的中部,所以,滇-型细胞质雄性不育育性恢复的一个基因可初步定位于第10染色体长臂的中部.     

稻瘟病新抗性基因Pi39候选基因CRISPR/Cas9敲除载体的构建

Pi39是位于水稻第12染色体上的稻瘟病新抗性基因,为了明确其功能,本研究利用CRISPR/Cas9系统构建候选基因的敲除载体。通过对候选基因序列分析,将合成的靶位点序列插入入门载体pENTR-sgRNA,再与表达载体Cas9发生重组。本研究首先在候选基因的第一个外显子区域找到了2个带有PAM序列的靶位点,将2个目的小片段依次克隆到pENTR-sgRNA载体上。通过菌落PCR检测及测序,结果表明目的小片段插入位置正确。将入门载体与表达载体进行重组反应后,阳性克隆经菌落PCR和质粒DNA酶切鉴定并测序,结果表明重组载体构建成功。本研究利用CRISPR/Cas9系统构建敲除载体操作简单,耗时短,为进一步开展Pi39候选基因的功能研究奠定了基础。