稻瘟病抗性机制和遗传规律研究初报

 由一九八三年起,利用水稻广谱感病品种和抗性较差的生产品种与抗病品种杂交,进行抗性基因分析.结果有丽江新团黑谷×黑节谷等十二个组合F₂代的抗感分离比为3:1,抗性由一对显性基因控制;丽江黑谷×南56等两个组合的分离比为15:1,抗性是由两对同义基因控制;丽江新团黑谷×小白谷等7个组合的分离比为9:7,抗性是由两对显性互补基因控制.利用日本七个鉴别菌系测定了云南36个品种,其中24个属Pi——Z^t型,5个属于Pi——K、Pi——a型,3个属于Pi——ta型,另外属于Pi——K^S、Pi——i、Pi——K、Pi——a的各一个.利用日本13个单基因鉴别品种测定了云南稻瘟病菌株46个,结果摸清了各菌株所具有的致病基因和非致病基因,为筛选我们的一套鉴别菌系打下了基础.     

水稻稻瘟病菌及其抗性遗传研究进展

综述了水稻稻瘟病菌的研究概况、稻瘟病菌病原菌的生理机制、稻瘟病菌侵染水稻的机理、稻瘟病抗性遗传机制.探讨了稻瘟病防治存在的问题并对其防治进行了展望,为进一步研究和全面认识水稻稻瘟病菌,从而选育高抗、多抗、持久抗性的抗稻瘟病水稻新品种提供参考.     

不同水稻品种在皖南地区对稻瘟病的抗性鉴定

调查了位于皖南休宁县商山镇的稻瘟病圃带有不同抗稻瘟主效基因的31个单基因系的叶瘟病情。结果表明,含Pi-ta,Pi-ta2,Pi-kp的品系表现抗病。在病圃中鉴定了293份长江中下游水稻生产品种的抗瘟性,其中77份连续2年均表现抗病,适合在皖南稻瘟病流行区进一步试验推广。     

粳稻品种Katy和Kaybonnet对稻瘟病抗性的遗传分析

利用稻瘟病菌系IB-49和IC-17对粳稻抗病品种Katy与感病品系RU9101001的杂交F1、F2和F3群体，以及抗病品种Kaybonnet与感病品种M204和Maybelle的杂交F1和F2群体进行抗病性测试，结果表明，Ka-ty和Kaybonne!对IB-49和IC-17的抗性受一对显性基因控制。利用已建立的Ri-ta显性标记对上述F2群体进行分子检测，结果发现所有抗病单株都含Pi-ta基因，而感病单株则无。由此推测，Pi-ta基因对稻瘟病菌系IB-49和IC-17的抗性可能起重要作用。     

江苏水稻主导品种的稻瘟病抗性及抗性基因遗传多样性

采用苗期喷雾接种和孕穗期注射接种法,鉴定江苏省49个水稻主导品种的稻瘟病抗性,利用14个抗性基因相关分子标记进行基因型鉴定和遗传多样性分析。结果表明:江苏省水稻主导品种中,未鉴定出高抗苗叶瘟和穗颈瘟的品种,抗、中抗、中感、感和高感苗叶瘟的品种分别有5、7、14、12和11个,抗、中抗、中感、感和高感穗颈瘟的品种分别有2、8、6、9和24个;仅有4个品种对苗叶瘟和穗颈温的抗性均达到中抗及以上水平,占8.2%。14对引物共检测出35个等位变异,多态性信息含量变幅为0.000 0~0.537 5,平均为0.339 8;不同品种出现抗性基因的标记为2~8个,39个品种出现5个以上抗性基因标记(占79.6%)。聚类结果显示,49个品种被聚为3个大类,品种间的相似距离变幅为0.000 0~0.857 1,平均为0.403 9,聚类较为分散,表明种质资源交流频繁,有利基因的共享率较高。     

日本两套稻瘟病鉴别菌系鉴定我国水稻品种的抗性基因

 1985～1989年,本研究用两套日本稻瘟病鉴别菌系和138A小种测定了我国114个水稻品种,研究结果表明:有11个品种具有Pi-k^s基因,有6个品种具有Pi-a基因,有12个品种具有Pi-i基因,有10个品种具有Pi-k(或Pi-k^m)基因,有6个品种具有Pi-z基因,有4个品种具有Pi-ta基因,有13个品种具有Pi-ta²基因,有1个品种具有Pi-z^t基因,有11个品种具有Pi-i Pi-k基因,有4个品种抗性基因不明,有36个品种尚待进一步用Th78-01和138A进行鉴定,Pi-k与Pi-k^m待有017小种鉴定再加以区分。     

两个水稻种质对白叶枯病及稻瘟病抗性遗传研究

分别对2个水稻抗病亲本25-289、IR71676-34-1-1与2个感病亲本桂649、测253进行杂交组配,并利用白叶枯病和稻瘟病菌液对亲本及其杂交F1 、F2进行接种鉴定,探讨两个双抗水稻品种的白叶枯病和稻瘟病抗性基因在杂交后代中的遗传表现.结果表明,25-289对广西稻区白叶枯病的抗性受一对显性基因控制,IR71676- 34-1-1是受一对隐性基因支配;两个抗病材料的稻瘟病抗性均受一对显性基因控制;两个抗性亲本的白叶枯病基因及稻瘟病基因均是独立遗传的,该研究结果为深入研究选育多抗水稻新品种提供了理论基础.     

云南省水稻品种稻瘟病抗性差异与遗传多样性相关研究

在云南省选取6个试验点收集160个水稻品种,用24对SSR引物对其进行遗传多样性分析;同时选取云南省近7年(2000～2006年)的8个稻瘟病优势小种菌株对160个水稻品种进行人工混合接种,分析水稻不同品种的抗性差异。结果显示,云南省水稻品种具有丰富的遗传多样性,24个位点检测到324个等位基因,群体香农指数为0.347~1.719。160个品种在相似系数0.101～0.996之间存在显著的遗传变异。各试验点水稻品种遗传多样性分布不均匀,由高到低依次为:永德>元阳>石屏>保山>玉溪>石林。160个水稻品种的抗性差异明显,其中抗病品种31个、中抗品种38个、中感品种83个、感病品种8个。按试验点排列,抗病品种比例由高到低依次为:元阳>保山>石屏>永德>玉溪/石林。将160个水稻品种的遗传多样性指数与其稻瘟病抗性进行Pearson相关性检验。结果表明,水稻品种的稻瘟病病级与香农指数、多态位点百分率和期望杂合度呈极显著负相关。云南省水稻品种的群体遗传多样性水平越高,群体对稻瘟病的抗性水平越高。     

水稻品种抗稻瘟病的遗传分析

 用13个水稻品种与广谱感病品种丽江新团黑谷杂交,用7个稻瘟病菌生理小种(ZA₁,ZB₁₃,ZC₁₃,ZD₁,ZE₁,ZF₁,ZG₁)分别对亲本、F₁和F₂代植株进行接种测定,分析13个品种的基因组成。结果表明:94.5%抗性呈显性,5.5%抗性呈隐性。13个品种对2个测试小种的抗性多数受一对或两对显性基因控制(3:1或15:1),少数受两对抑制基因控制(13:3)或两对显性互补基因控制(9:7)以及三对显性基因控制(63:1)。基因分析结果还表明,13个品种至少各含有两对不尽相同的抗瘟性基因。故认为,品种属于不同的抗源。就抗病品种作母本或父本情况看,稻瘟病抗性属细胞核遗传。     

稻瘟病抗性基因研究

 本文选用了经抗性鉴定的14个地方品种和生产品种作父本,与广谱感病品种丽江新团黑谷杂交,用对父本非致病的代表菌株在温室对14个组合38套F₂糸统进行人工接种鉴定。结果表明:在测试的14个品种中,除毫薅中杂对所接种菌株的抗性受三对基因控制外,其余品种对所接种的菌株的抗性分别受两对或一对基因控制。并且发现,在两对基因控制的情况中,存在着基因间的互补、重叠和上位作用;在一对基因控制的情况中,有个别基因呈不完全显性。利用日本一套鉴别菌株测定并推断了我省39个品种的抗性类型,结果有8个品种相似城堡一号型(Pi-z^t),6个品种相似Pi-NO₄型(Pi-ta²),相似社糯型(Pi-ta)和爱知旭型(Pi-a)的品种各有2个,类似加贺光型(Pi-i,Pi-k)和关东51型(Pi-k)的品种各有7个,4个品种相似石狩白毛型(Pi-i),其余3个品种相似新2号型(Pi—k^s)。本文研究结果对选育抗病良种及筛选单基因鉴别品种均具有重要意义。     

大麦对赤霉病抗性遗传的研究

对二棱大麦６个品种之间进行完全双列杂交，分析大麦抗赤霉病的遗传方式．结果表明，大麦抗赤霉病是作用相加的很多基因起作用的数量性状遗传，这些基因之间不存在上位性，只存在显隐性关系，抗性强的基因是显性．所计算的广义遗传力为０．６０，狭义遗传力为０．４５．一部分品种中存在母性效应．     

十个粳稻品种对稻瘟病抗性和抗性遗传分析

 10个粳稻品种,在3～4叶期和抽德初期于温室内,用7个稻瘟病菌生理小种即ZA₁,ZB₁₃,ZC₁₃,ZD₁,ZE₁,ZF₁和ZG₁进行人工接种,结果表明:苗叶瘟和穗瘟的抗性85.70%反应一致,呈正相关。10个品种与广谱感病品种丽江新团黑谷的杂交组合,根据F₁,F₂,B₁F₁分析结果:F₁95%抗性呈显性、不完全显性和隐性各占2%;该10个品种对多个测试小种的抗性,多受两对或1对显性基因控制,少数受1对隐性基因或3对显性基因控制。基因分析表明:这10个抗源品种至少各含有两对不尽相同的抗瘟性基因,在抗瘟性遗传上属不同抗源。根据6个杂交组合的正、反交分析结果,稻瘟病抗性属细胞核遗传,但也有的受细胞质作用影响。     

稻瘟病大面积综合防治技术的研究

 在稻瘟病菌抗药性研究基础上,进一步查明影响田间防效的六大因素。依据病菌、作物、环境条件三者之间相互影响、制约的密切关系,制定以品种、合理密植、施肥、管水等农业栽培技术为主,辅以科学、合理应用化学保护的一套综合防治措施,对不同地区、不同年份病害严重地区,连续多年进行综合防治,都取得较好的大面积防治效果。损失率降低到1%左右。     

三个水稻品种抗瘟性基因分析鉴定研究

 本文对三个抗瘟性不同的水稻品种进行了抗性基因分析和鉴定,结果表明:大理782和云粳136对所测菌株的抗性分别受pi-ta和pi-i各一对单基因控制;雷火粳持有三对基因分别控制着所测菌株的抗性,其中两对鉴定为Pi-k^s和pi-k基因,另一对与已经报导的基因型不符,本研究结果对抗病育种及筛选单基因鉴别品种均有重要意义。     

稻瘟病菌产孢条件的研究

1986～87年采用17种培养基和2种光照处理对41个稻瘟病菌(Pyricularia oryzae Cav.)菌株进行产孢培养条件的研究。结果表明以玉米粉稻秆琼脂培养基最适宜于稻瘟病菌孢子的产生,其次为稻叶马铃薯琼脂培养基、稻秆琼脂培养基和燕麦片琼脂培养基。光照条件以波长310～420nm的蓝黑光连续照射能显著地促进稻瘟病菌分生孢子的产生。     

黄瓜疫病抗性遗传研究

以对疫具有不同抗级的５个黄瓜亲本进行全互交,应用Ｈａｙｍａｎ模型对抗 进行分析,结果表明：黄瓜疫病抗性遗传效应的组成中以加性效应为主,也存在部分怀和上位性效应;控制抗笥的最少基因数目为３对;皑生的狭义遗传力为７８％。     

过氧化物酶与水稻抗瘟性

 以4个对稻瘟菌(Pyricularia oryzae)抗感性不同的水稻品种为材料,研究了3叶期稻苗受稻瘟菌C₁₃小种感染后叶片过氧化物酶活性变化和过氧化物酶同工酶(EC.1.11.17)。结果表明,接种后抗感品种过氧化物酶活性均增加。抗病品种接种后48h过氧化物酶活性增至最大,随后逐渐降低;接种早期感病品种过氧化物酶活性缓慢增加,96h后酶活性骤然持续升高;感病品种过氧化物酶活性始终高于抗病品种。过氧化物酶活性急剧上升的时期正好是被侵寄主细胞死亡、病斑快速扩展的时期。接种后抗感品种过氧化物酶同工酶的数量无差异,均含有24条酶带。感病品种同工酶10,11和20的活性比抗病品种的强。据此认为,接种后过氧化物酶活性的增加仅仅是寄主对病原侵染损伤的反应,与抗瘟性呈负相关;过氧化物酶活性的增加至少部分是同工酶10,11和20因病原侵染被激活的结果。     

稻瘟病菌粗毒素对水稻品种的毒性与产毒菌株致病力间的关系

分别用稻瘟病菌及其制备的粗毒素注射心叶和穗苞，结果表明，粗毒素对水稻叶部及穗部的毒性与产毒菌株对水稻的致病力基本相似．水稻品种与病菌小种之间的分化性互作，仅在个别品种与粗毒素的组合中表现出来．这种分化性互作是特殊情况还是较普遍存在的现象，仍然有必要进一步查明．粗毒素对水稻品种叶都与穗部毒性的一致性比病菌致病力的一致性更显著．