多年生稻稻瘟病抗性评价

利用长雄野生稻(Oryzalongistaminata)地下茎无性繁殖特性培育多年生稻(Perennial Rice,PR)已经成功并开始示范推广.多年生稻表现出一定的稻瘟病抗性,但其所具有的稻瘟病抗性来源尚不清楚.本研究通过田间病情调查、接种鉴定以及抗性基因检测等3种方法,对育成的多年生稻23(PR23)、云大24(...     

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^*）。     

多年生稻育种进展及展望

多年生稻是指头季稻成熟收割后,通过免耕保留稻桩,等到下一个生长季,稻桩地下茎腋芽发出新苗,重新成为可以收割的稻。笔者所在团队以亚洲栽培稻（Oryza sativa）为母本,以来源于非洲的长雄野生稻（O. longistaminata）为父本,通过种间远缘杂交方式培育多年生稻。经过20多年的研究,发现了长雄野生稻地下茎遗传规律,发明了利用长雄野生稻地下茎无性繁殖特性培育多年生稻的方法,创制了一批具有多年生性的育种材料,育成了3个多年生稻品种,创新了以越冬和免耕为核心的多年生稻轻简化生产技术,实现了只需耕种1次即可连续收获4~5年的稻作生产方式。从理论发现、技术发明、品种培育、栽培技术创新到产业化,形成了自成体系、独树一帜的多年生稻研发模式,为农作物尤其是多年生粮食作物的遗传改良与应用提供了借鉴。     

小粒野生稻内生细菌的分离鉴定和促生功能分析

小粒野生稻（Oryza minuta）是具有良好生物和非生物胁迫抗性的野生稻资源，挖掘小粒野生稻促生相关内生细菌可为其微生态研究和菌肥开发提供参考信息。本研究对小粒野生稻的根、茎和叶进行内生细菌分离，共获得85个菌株。通过促生功能分析发现，43株内生细菌具有溶磷能力，19株具有固氮作用，29株产铁载体，13株产吲哚乙酸。分离自根部的OMR2-3菌株和叶部的OML3-4菌株具有较高吲哚乙酸分泌能力，分别为17.22 mg/L和16.59 mg/L。形态学和分子鉴定显示，OMR2-3菌株和OML3-4菌株分别为阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）和路德维希肠杆菌（Enterobacter ludwigii）。通过温室促生效果测定发现，2个菌株对多年生稻粳型品种PR23和籼型品种云大107具有显著促生效果，可以不同程度促进多年生稻幼苗的株高、根长、鲜质量、叶绿素和氮素含量。以上结果说明，小粒野生稻蕴含丰富的促生相关内生细菌资源，从中筛选到的内生阴沟肠杆菌OMR2-3菌株和路德维希肠杆菌OML3-4菌株具有开发成为多年生稻生物微生物菌肥的潜力，有助于多年生稻绿色轻简化的生产模...     

多年生稻云大107产量潜力分析

利用长雄野生稻地下茎无性繁殖特性培育具有多年生性的栽培稻品种已经获得成功。云大107是通过"滇瑞449//RD23/长雄野生稻"杂交选育出来的具有多年生性的优质稻品种。为明确云大107的产量潜力,进而为优化其栽培技术提供科学依据,笔者用云南主栽的优质稻品种滇屯502、滇瑞449、文稻5作对照,于2018年在云南景洪进行田间试验,调查分析了各品种生育期、干物质积累、光合特性、产量及产量潜力等性状。结果表明,云大107产量可达564.52 kg/667 m~2,较滇屯502、文稻5和滇瑞449分别增产25.94%、5.41%和2.93%,其中与滇屯502相比差异达显著;从产量构成看,云大107每穗粒数、千粒重均比对照文稻5、滇屯502和滇瑞449高,粒多粒大是其高产的原因;同时,云大107剑叶净光合速率分别比滇屯502、滇瑞449和文稻5增加4.45%、4.65%和16.83%,差异显著。因此,挖掘云大107产量潜力的主要途径是提高其每穗粒数,同时提高齐穗后剑叶光合能力,以积累较多光合产物,进而提高成熟期生物产量。     

不同海拔地区多年生稻稻米品质分析

利用长雄野生稻(Oryza Longistaminata)地下茎无性繁殖特性培育多年生稻已获成功。为明确多年生稻在不同海拔地区种植的稻米品质的差异,于2018年在海拔550 m(景洪)、955 m(孟连)和1 250 m(勐海)种植3个多年生稻品种(PR23、PR25和PR107),收获后进行稻米品质测定和分析。结果表明,PR23在景洪和孟连的整精米率符合国家标准优质稻谷1级和2级,在勐海的垩白度达到国家标准优质稻谷3级,在景洪、孟连和勐海的直链淀粉含量均符合国家标准优质稻谷1级;PR25在景洪和孟连的整精米率达到国家标准优质稻谷2级和1级,在勐海的垩白度达到国家标准优质稻谷3级,在景洪、孟连和勐海的直链淀粉含量均符合国家标准优质稻谷1级;PR107在景洪和孟连的整精米率符合国家标准优质稻谷2级和1级,在景洪、孟连和勐海的垩白度符合国家标准优质稻谷2级、2级和1级,在景洪、孟连和勐海的直链淀粉含量均符合国家标准优质稻谷1级。     

OsLOX10正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性

【目的】由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病和由水稻黄单胞菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）引起的白叶枯病严重影响水稻的产量和品质。创制转OsLOX10基因水稻材料，进行稻瘟菌和白叶枯菌的抗病性分析，有助于揭示其调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性机制。【方法】采用CRISPR/Cas9系统构建OsLOX10的敲除载体，利用限制性内切酶XcmⅠ线性化pCXUN-HA，TA连接构建OsLOX10的过表达载体，遗传转化获得OsLOX10转基因水稻，筛选过表达株系和纯合敲除株系进行真菌和细菌的抗病性分析。在稻瘟菌（Guy11）侵染水稻后，对水杨酸（salicylic acid，SA）、茉莉酸（jasmonic acid，JA）途径的标志基因进行qRT-PCR分析;在几丁质（chitin）和flg22诱导下，观测水稻活性氧（reactive oxygen species，ROS）的暴发情况。【结果】 qRT-PCR分析表明，接种稻瘟菌和白叶枯菌24 h后，OsLOX10表达量上调;OsLOX10的纯合敲除和过表达水稻转基因株系接种稻瘟病菌Guy11孢子悬浮液，与野生型（日本晴）相比，OsLOX10敲除株系更易感病，过表达株系则无典型的病斑症状;接种 6、12、24和36 h时，3个病程相关蛋白基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPR1b和SA通路基因OsPAL1，以及JA合成通路上的2个基因OsAOS2、OsLOX5的转录水平在敲除转基因株系中显著下调，而在过表达转基因株系中显著上调。对转OsLOX10基因水稻接种白叶枯菌（PXO99A），发现敲除OsLOX10的转基因水稻对白叶枯菌更易感病。qRT-PCR分析OsPR1b和OsPAL1以及JA合成通路上的3个基因OsAOS2、OsAOC和OsJAZ在OsLOX10过表达基因水稻中表达量明显上调，而在敲除OsLOX10的转基因水稻中却保持在较低水平，在接种7 d后表现出显著性差异。在几丁质和flg22诱导下，OsLOX10敲除株系的ROS水平显著性降低，而且在几丁质诱导下，ROS的起峰时间推迟。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌能够诱导OsLOX10的表达，OsLOX10通过病原菌分子模式触发的免疫途径（PTI）参与抗病反应，其在水稻抵御稻瘟病和白叶枯病中起着正调控作用。同时，OsLOX10可能通过调节SA和JA介导的信号通路来正调控水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性。     

日本与IRRI合作选育出一批水稻抗白叶枯病近等位基因系

日本农林水产省和IRRI从1982年开始进行水稻白叶枯病抗性的共同研究,利用日本和菲律宾的判别品种与两产地的白叶枯病菌株进行分析,1987年选育出一组具有单个抗性基因的近等位基因系,确立了白叶枯病菌株的国际判别品种。 选育时以日本品种“丰锦”、IRRI品种“IR24”和韩国品种“密阳23”为轮回亲本;抗性亲本选用了日本和IRRI的判别品种和具有两判别品种所没有的基因品种,即具有白叶枯病抗性基因Xa-1—Xa-12的品种。 选育近等位基因系的杂交配组全在IRRI进行。为了导入抗性基因,从第二次回突起,每株系回文7个单株,相同组合的杂交种子…     

聚合Stv-bi和Wx-mq基因改良武育粳3号条纹叶枯病抗性和食味品质

以日本优质粳稻关东194为条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ和低直链淀粉含量基因Wx-mq的供体, 采用回交育种的策略, 改良武育粳3号的抗性和食味品质。在连续回交和自交的过程中, 利用与Stv-bⁱ和Wx-mq基因相关的分子标记进行跟踪检测, 并结合条纹叶枯病的田间抗性鉴定以及农艺性状的系统选择, 在BC₃F₄世代中筛选到10个具有Stv-bⁱStv-bⁱWx-mqWx-mq纯合基因型的改良系。性状分析表明, 这些品系保留了受体亲本武育粳3号农艺性状, 条纹叶枯病抗性得到明显改良, 同时,食味、外观品质也大幅提升。综合分析, 最终筛选出K01和K04两个优异品系。     

水稻抗白叶枯病微效QTL的定位分析

以不携有抗白叶枯病主效基因的中感籼粳双亲(窄叶青8号和京系17）及其花培DH群体为材料,接种白叶枯病菌浙9612后,考察了该DH群体的白叶枯病抗性,并进行了数量性状座位（QTL）分析。共检测到控制白叶枯病的4个QTL,分别位于第3、4、5和6染色体上,其中第3和第4染色体上的qBBR-3和qBBR-4,其加性效应为正值;而位于第5和第6染色体上的为负值,4个QTL的总效应是38.6%。方差分析和差异显著性比较表明,具有4个QTL抗性等位基因水稻株系的白叶枯病抗性与不含QTL抗性等位基因的株系相比,差异达极显著水平（P<0.01)。说明通过微效基因的聚合可以获得对白叶枯病的一定抗性。     

Marker-Assisted Pyramiding of Genes Conferring Resistance Against Bacterial Blight and Blast Diseases into Indian Rice Variety MTU1010

Two major bacterial blight(BB) resistance genes(Xa21 and xa13) and a major gene for blast resistance(Pi54) were introgressed into an Indian rice variety MTU1010 through marker-assisted backcross breeding. Improved Samba Mahsuri(possessing Xa21 and xa13) and NLR145(possessing Pi54) were used as donor parents. Marker-assisted backcrossing was continued till BC2 generation wherein PCR based functional markers specific for the resistance genes were used for foreground selection and a set of parental polymorphic microsatellite markers were used for background selection at each stage of backcrossing. Selected BC2F1 plants from both crosses, having the highest recoveries of MTU1010 genome(90% and 92%, respectively), were intercrossed to obtain intercross F1(ICF1) plants, which were then selfed to generate 880 ICF2 plants possessing different combinations of the BB and blast resistance genes. Among the ICF2 plants, seven triple homozygous plants(xa13xa13Xa21Xa21Pi54Pi54) with recurrent parent genome recovery ranging from 82% to 92% were identified. All the seven ICF2 plants showed high resistance against the bacterial blight disease with a lesion lengths of only 0.53–2.28 cm, 1%–5% disease leaf areas and disease scoring values of ‘1' or ‘3'. The seven ICF2 plants were selfed to generate ICF3, which were then screened for blast resistance, and all were observed to be highly resistant to the diseases. Several ICF3 lines possessing high level of resistance against BB and blast, coupled with yield, grain quality and plant type on par with MTU1010 were identified and advanced for further selection and evaluation.     

2020年我国审定的水稻品种基本特性分析

归纳分析了2020年我国通过省级以上审定水稻品种的基本特性。2020年我国通过省级以上审定的水稻品种共有1 936个次（574个品种通过国家审定）,籼型常规稻、籼型三系杂交稻、籼型两系杂交稻、粳型常规稻、籼粳交杂交稻和不育系分别为144、670、582、424、45和71个,其中,国审品种数比2019年增加54.30%,非国审品种数比2019年增加43.07%。2020年通过审定的籼型常规稻、籼型两系杂交稻、籼型三系杂产稻、粳型常规稻和粳型杂交稻区试产量分别为519.59、609.99、589.82、610.00和685.30 kg/667 m²,除粳型常规稻外,其他类型品种的区试产量相比2015—2019年均有一定程度提升。2020年国审品种优质达标率为78.57%,非国审水稻品种优质达标率为60.61%,均比2019年有提高,表现好。2020年通过审定的品种综合抗性表现总体仍不够好,国审品种中仅13.59%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅5.11%的品种对白叶枯病表现为中抗,非国审品种中仅34.08%的品种对稻瘟病表现为中抗以上水平,仅20.09%的品种对白叶枯病表现为中抗以上水平,但有部分品种对稻瘟病和白叶枯病表现出高抗。     

近10年云南省育成的粳稻品种性状分析

云南省近10年（2011—2020年）已育成粳稻品种98个,根据区域试验组别和品种类型可分为中海拔常规粳稻、高海拔常规粳稻、三系杂交粳稻、两系杂交粳稻4种类型,比较分析了这4种类型高原粳稻品种的产量、抗性和米质。结果表明,育成的品种以常规粳稻为主,占比73.47%;育种主体以科研院所为主,占比90.82%;杂交粳稻产量较常规粳稻高6.16%,中海拔常规粳稻产量较高海拔常规粳稻高6.42%,每穗实粒数增加是近年高原粳稻增产的主要因素;对稻瘟病抗性总体不足,而对白叶枯病具有较强抗性;稻米品质总体不佳,中海拔常规粳稻米质优于高海拔常规粳稻,限制云南高原粳稻米质的关键因素是整精米率、垩白粒率、精米率和垩白度。适当增大个体,构建更高层次的个体群体协调平衡是高原粳稻育种的重点方向。     

New genes for resistance to green leafhopper, Nephotettix virescens (distant) in rice, Oryza sativa L.

The inheritance of resistance to the green leafhopper, Nephotettix virescens (Distant) (Homoptera: Cicadellidae), in 12 cultivars of rice (Oryza sativa L.) was studied at Joydebpur, Bangladesh. The resistance of Kosatawee is governed by a single recessive gene. The remaining 11 varieties possess single dominant genes for resistance, which are different from the genes Glh 1, Glh 2, Glh 3 and Glh 5. The single dominant genes conveying resistance in TAPL 796, Ptb 18 and IR36 are allelic to each other but are non-allelic to the dominant resistance gene of Maddai Karuppan. The resistance genes in TAPL 796 and Maddai Karuppan were designated Glh 6 and Glh 7 respectively. The dominant resistance gene in Sulai is independent of Glh 6, but its allelic relationship to Glh 7 is not known. The allelic relationships of the dominant genes for resistance of Sulai, TAPL 628, TAPL 651, Leu-Wei-Theu, Bir-co-se-mao-17, Gu-win-gu-gi-goo, and Dikwee to Glh 6 and Glh 7 need to be investigated.     

浙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因的分子检测

稻瘟病是水稻的三大重要病害之一。利用稻瘟病抗病基因进行新品种培育是控制稻瘟病发生最经济有效的措施,对水稻安全生产具有重要意义。本研究在鉴定63个浙江省主栽水稻品种的叶瘟和穗颈瘟抗性水平的基础上,利用Pi1、Pi5、Pi2、Pi9、Pia、Pizt、Pigm、Pib、Pik和Pikh等10个已克隆抗稻瘟病基因的特异分子标记,对这63个品种的抗稻瘟病基因组成进行了鉴定,并进一步分析了抗病基因与稻瘟病抗性之间相关性。抗性鉴定结果显示,63个浙江省主栽水稻品种中,抗叶瘟品种占66.7%、抗穗瘟品种占50.8%。抗稻瘟病基因分析显示,有60个主栽品种聚合了多个抗病基因,含有Pizt和Pib基因的品种45个、含有Pi2和Pi5基因的品种43个,此外,抗病基因Pia、Pik、Pi1、Pi2、Pizt、Pikh、Pi5及Pib在浙江省主栽品种中分布频率整体较高,而Pigm和Pi9分布频率很低,仅3.2%。本研究揭示了浙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因的组成及抗稻瘟病基因对稻瘟病抗性提高的贡献,为浙江省抗病新品种的培育提供参考。     

江苏近年育成粳稻新品种/系的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确水稻品种携带的抗稻瘟病基育种应用价值,是利用抗病基因培育抗病品种控制病害流行的重要前期工作。【方法】利用功能标记分析了14个抗稻瘟病基因在江苏近年育成的195个粳稻新品种/系中的分布情况,并对其中158个品种和17份携带抗稻瘟病基因Pigm的高世代回交株系进行穗颈瘟接种鉴定。【结果】大多数品种携带2~5个抗病基因,但所有品种均不含有Pigm基因;Pib、Pita和Pikh基因在供试品种中的分布频率较高,均在45%以上,其余基因均在30%以内;Pid3、Pid2、Pia、Pb1在新育成品种中的出现频率明显高于审定品种。测试品种对穗颈瘟的抗性主要与3个基因显著相关,贡献率由高至低依次为Pia、Pi3/5/i和Pita;其中,Pia或Pi3/5/i与Pita间的聚合效应均显著高于各基因单独存在时的抗病效应,且以Pia和Pita间的聚合效应最强,携带该基因组合的所有品种对穗颈瘟均表现抗至高抗水平抗性。回交导入Pigm基因的所有17份株系对穗颈瘟的抗性均显著高于各自轮回亲本,且均达到了抗病以上水平。【结论】抗病基因Pigm及基因组合“Pia+Pita”在江苏粳稻抗穗颈瘟育种中具有重要的育种应用价值。