水稻抗条纹叶枯病基因Stv-bi的分子标记辅助选择

水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大,人工接种抗性鉴定比较困难,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-bⁱ是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-bⁱ紧密连锁的SSR及STS分子标记,用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718(圣稻13/镇稻88)、F50701(武优34/T022//圣稻806)、F60702 (V6/T022//镇稻88)进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定,其结果的符合率分别为99.3%、87.7%和91.8%。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ分子标记辅助选择。     

利用回交重组自交群体检测水稻条纹叶枯病抗性位点

利用98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系（backcross inbred lines, BIL）群体（BC1F10），采用苗期强迫饲毒和田间重病区自然接种的方法，以病情指数作为条纹叶枯病的表型值，鉴定了两亲本及98个BILs对条纹叶枯病的抗性。利用QTL Cartographer软件复合区间作图的方法，对水稻条纹叶枯病抗性基因进     

水稻抗条纹叶枯病基因Stv-bi的分子标记辅助选择

水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大,人工接种抗性鉴定比较困难,利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-bⁱ是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-bⁱ紧密连锁的SSR及STS分子标记,用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718(圣稻13/镇稻88)、F50701(武优34/T022//圣稻806)、F60702 (V6/T022//镇稻88)进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定,其结果的符合率分别为99.3%、87.7%和91.8%。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-bⁱ分子标记辅助选择。     

水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究

水稻条纹叶枯病在中国的大流行,给部分省份造成了巨大的经济损失,因此进行水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究具有十分重要的意义。在此,笔者概述了水稻抗条纹叶枯病基因资源的筛选与利用、水稻品种抗条纹病毒和抗介体灰飞虱之间的关系、水稻条纹叶枯病抗性基因定位以及转条纹病毒基因工程水稻研究进展,着重讨论了水稻抗条纹叶枯病遗传育种研究存在的问题和今后的研究方向。     

水稻抗条纹叶枯病的遗传与育种研究进展

水稻条纹叶枯病是由灰飞虱（Laodelphax striatellus Fallen）传播的病毒性病害。近年来,在中国许多水稻种植地区再流行,并成为部分地区水稻生产中的第一大病害。该文对水稻抗条纹叶枯病近年来的流行情况、水稻品种抗性资源筛选、抗性基因的定位和育种利用等进行了综述,并对今后水稻抗条纹叶枯病的育种进行了展望。     

分子标记辅助选择改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性

本研究旨在改良武运粳8号的条纹叶枯病抗性。2004年,在扬州对江苏省1981—2002年间审定的25个迟熟中粳品种进行产量鉴定,从中筛选出直立穗高产品种武运粳8号作为条纹叶枯病抗性改良的受体亲本。利用抗条纹叶枯病品种葵风为供体亲本,通过杂交和回交,同时利用4个与条纹叶枯病抗性基因紧密连锁的分子标记STS11-31、STS11-71、STS11-19和STS11-43进行辅助选择,至2008年正季,共计获得 70个BC₃F₅以及115个BC₄F₄抗条纹叶枯病的稳定株系。经回交后代农艺性状、产量性状、品质性状和抗性的系统鉴定,从中筛选出10个BC₄F₅株系和2个BC₃F₆株系,这些株系综合性状与武运粳8号已十分相近,保持了武运粳8号的丰产性和优质,明显提高了条纹叶枯病的抗性。     

日本旱稻Kanto72中水稻条纹叶枯病抗性的QTL分析

水稻条纹叶枯病是东亚地区最严重的病毒病之一。在日本，在60年代该病害曾造成水稻产量的严重的损失。目前，许多日本旱稻品种对水稻条纹叶枯病毒(RSV)都表现出较高水平的抗性。该抗性是通过一对互补显性基因(Stva和Stvb)来控制的。本研究采用了120个来自感病品种Nipponbare与抗性品系Kanto 72(URK 72)杂交获得的F2植株／R     

水稻条纹病毒和介体灰飞虱抗性的QTL分析

水稻品种Kasalath高抗条纹病毒和介体灰飞虱。为剖析不同抗性类型基因之间的关系，利用回交重组自交系群体Nipponbare/Kasalath//Nipponbare分析了对条纹病毒和介体灰飞虱抗性的数量性状基因座。结果在第11染色体S2260–G257标记区间检测到1个与条纹病毒抗性相关的QTL（qSTV11），LOD值为9.2, 贡献率为35.79%；在第3染色体R1618–C595 和R2170–C1135标记区间各检测到1个与介体灰飞虱抗性相关的QTL (qSBPH3-a, qSBPH3-b)，LOD值和贡献率分别为3.12和2.96, 11.69% 和11.36%,表明条纹病毒和介体灰飞虱抗性由不同基因所控制,而且两者之间不相关。此外，还分别检测到两对与条纹病毒和介体灰飞虱抗性相关的上位性QTL，暗示水稻对条纹病毒和介体灰飞虱的抗性受主效和上位性QTL的共同影响。进一步分析发现SSR标记BJ11-8与qSTV11紧密连锁, 为分子标记辅助选择高抗条纹叶枯病水稻品种提供了基础。     

太湖稻区水稻条纹叶枯病暴发原因及控制技术

水稻条纹叶枯病是太湖稻区水稻生产上新上升的重大病害,由媒介灰飞虱传毒产生.2004年麦田越冬代灰飞虱达123万头/hm2,比去年同期增加10～20倍,带毒率30.2%,同比增加5.5个百分点,5月底小麦田1代灰飞虱高达1500万～3000万头/hm2,比常年猛增150～200倍,水稻产量损失10%左右;在前中期不施药区内,香粳14等8个主栽品种产量损失率为21.11%～39.68%;春江06等9个具特异抗性的品种(系)产量损失率为0～5.16%,损失率比前者减少94.08%.采用优质、高产的抗性品种,加强虫情预、测报,推广治虫控病的综合防治技术,能经济有效地控制水稻条纹叶枯病的危害.     

以分子标记辅助选择育成抗条纹叶枯病水稻新品种“武陵粳1号”

条纹叶枯病是21世纪以来江苏省最重要的水稻病害之一。食味品质较优的主栽品种武育粳3号因高度感染该病而种植面积锐减。本研究以镇稻88为抗条纹叶枯病毒病基因Stvb-i的供体亲本,采用回交育种策略,改良武育粳3号的抗条纹叶枯病性能。在连续回交和自交过程中,以紧密连锁的双侧分子标记对Stvb-i进行“前景”选择,同时对后代与轮回亲本遗传背景的相似程度进行分子标记辅助“背景”选择,在短期内育成抗条纹叶枯病的“武育粳3号”,命名为“武陵粳1号”。新品种保持了原品种的基本农艺性状、丰产性、稳产性和优异的食味品质,并大幅度提高了其条纹叶枯病抗性水平,在江苏省多点抗性鉴定试验中的平均病株率仅为4.4%,极显著低于原品种(53.2%)。     

利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

通过标记辅助回交育种改良优质水稻保持系金山B-1的稻瘟病抗性

金山B-1是本室育成的一个优质水稻雄性不育保持系。为了改良金山B-1的稻瘟病抗性,我们以水稻品系75-1-127为供体,通过标记辅助连续回交将显性广谱抗稻瘟病基因Pi-9导入到金山B-1中。已知Pi-2与Pi-9等位或紧密连锁。根据前人报道的Pi-2的双侧标记和公共数据库提供的水稻基因组序列信息,我们开发了一个在金山B-1和75-1-127之间表现多态的SSR标记SRM22。该标记与Pi-9基因紧密连锁,估计与Pi-9的物理距离为309Kb,换算成遗传距离为0.73cM。在各世代皆利用SRM22对目标基因进行跟踪,并结合形态性状进行背景选择。在BC3F1代,将中选单株与不育系金山A-1进行杂交并检查其后代的育性,以测验这些单株的不育保持性。在BC3F2代,根据抗病标记、不育保持性(根据BC3F1推断)及形态性状,选得5个符合需要的单株,由此得到5个抗病性得到改良的金山B-1近等基因系(BC3F2:3)。抗病鉴定表明,所有育成株系的抗性水平皆显著高于金山B-1,说明抗病基因确实已经导入金山B-1,利用SRM22标记进行选择是可靠的。但值得注意的是,所有育成株系的抗性水平都略低于75-1-127,说明Pi-9的抗病能力会受到遗传背景的影响。     

东乡野生稻抗褐飞虱QTL分析

野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料,开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC₁F₅群体为材料,应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定,检测到2个抗褐飞虱QTL,其中,qBph2位于水稻第2染色体RM29–RG157区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%;qBph7位于第7染色体RM11–RM234区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本,构建了BC₃F₃群体,应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定,QTL分析表明qBph2抗褐飞虱生物型I和II,qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。     

水稻抗稻曲病数量性状座位及效应分析

利用157个家系组成的大关稻(japonica)/IR28 (indica)重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值。2007和2009年,鉴定亲本及RILs对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。两年共检测到qFsr1、qFsr2、qFsr4、qFsr8、qFsr10、qFsr11、qFsr12等7个QTL,分别位于第1、第2、第4、第8、第10、第11和第12染色体上,贡献率在9.8%~22.5%之间。其中,2007年检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11、qFsr12等5个位点;2009年检测到qFsr2、qFsr8、qFsr10、qFsr11等4个位点,qFsr11、qFsr12在两年中均被检测到,对性状的解释率在18.0%~19.3%之间,使病情指数下降8.0%~16.3%,提高了抗病性。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr2、qFsr8、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上,亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因,而位点qFsr4的抗性效应来源正好相反。qFsr11、qFsr12及其附近的标记可望在稻曲病抗性分子标记辅助选择育种中加以应用。     

水稻芽期与幼苗前期耐碱性状QTL定位

利用包含120个株系的籼粳交来源(春江06/TN1)的加倍单倍体群体, 在Na₂CO₃胁迫下, 以发芽期和幼苗前期的相对发芽势等10个性状作为耐碱性评价指标, 进行水稻耐碱性的QTL定位。相关性分析表明, 相对发芽势和相对发芽率显著正相关, 相对苗高、相对根数和相对根长之间显著正相关。采用QTLNetwork统计软件共定位到14个加性QTL和13个上位性QTL。在第3染色体RM251~RM3280间有2个QTL, 在第7染色体RM3286~RM1279区域有3个QTL; 在第1、2和7染色体同一位置同时检测到2个上位性QTL, 在第12染色体RM1246~RM5199之间集中了4个上位性QTL, 耐碱数量基因表现出一因多效或紧密连锁现象。耐碱性盐QTL可能包括两类, 一类与K+、Na+等离子胁迫有关, 另一类与高pH胁迫有关。不同类型的水稻品种都具有一些耐碱基因, 可以通过有性杂交和分子标记辅助选择的方法选育优良的耐碱品种。     

利用Mudgo/武育粳3号F2群体分析水稻抗灰飞虱QTL

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫。Mudgo是一个高抗灰飞虱的籼稻品种,对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性抗性。利用Mudgo/武育粳3号F₂群体,构建了含有177个单株的F₂群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含104个SSR标记和3个Indel标记,覆盖整个水稻基因组1 409.9 cM,每两个标记之间的平均距离为13.2 cM。采用改进的苗期集团筛选法对177个F_2:3家系进行了抗性鉴定,通过Windows QTL Cartographer 2.5进行复合区间作图分析,在第2、3、12染色体上分别检测到抗灰飞虱QTL Qsbph2b、Qsbph3d和Qsbph12a,分别位于标记RM5791~RM29、RM3199~RM5442和I12-17~RM333 1之间,单个LOD值分别为3.25、3.11和6.82,贡献率分别为17.3%、15.6%和35.8%,各QTL增强抗性的等位基因效应均来自Mudgo。其中Qsbph12a与标记RM3331和I12-17紧密连锁。结合表型鉴定的结果,Qsbph12a应为抗灰飞虱主效QTL,与该位点紧密连锁的标记可用于抗灰飞虱快速选择辅助育种。     

Identification of QTLs for the resistance to rice stripe virus in the <Emphasis Type="Italic">indica</Emphasis> rice variety Dular

The indica variety Dular has a high level of resistance to rice stripe virus (RSV). We performed quantitative trait locus (QTL) analysis for RSV resistance using 226 F₂ clonal lines at the seedling stage derived from a cross between the susceptible japonica variety Balilla and the resistant indica variety Dular with two evaluation criteria, infection rate (IR) and disease rating index (DRI). The experiments were performed in both 2004 and 2005. Based on IR, three putative QTLs were detected and had consistent locations in the 2 years, one QTL was detected in the RM7324–RM3586 interval on chromosome 3. The other two QTLs were linked and located in the RM287–RM209 and RM209–RM21 intervals on the long arm of chromosome 11, and accounted for 87.8–57.8% of the total phenotypic variation in both years. Based on DRI, three putative QTLs were also detected and had consistent locations in both years. One of them was located in the RM1124–SSR20 interval on the short arm of chromosome 11, while the other two linked QTLs had the same chromosomal locations on chromosome 11 as those detected by IR, and accounted for 55.7–42.9% of total phenotypic variation in both years. In comparison to the mapping results from previous studies, one of the two linked QTLs had a chromosomal location that was similar to Stv-b ⁱ , an important RSV resistance gene, while the other appeared to be a newly reported one.     

水稻黑条矮缩病抗性资源的筛选和抗性QTL的定位

通过水稻黑条矮缩病的田间鉴定发现,分蘖盛期的病状最为显著,是病症观察的最佳时期。对江苏省311份粳稻品种进行重病区田间鉴定试验,未发现对黑条矮缩病毒(RBSDV)免疫的品种。江苏省目前正在推广的24个主栽水稻品种发病率在10.0%～30.0%之间,曾推广的287份粳稻品种中,71.5%的品种发病率在10.0%～29.0%之间,其余品种发病率在29%以上。来源于日本的粳稻品种Koshihikari的黑条矮缩病发病率相对较低,籼稻高产品种桂朝2号为感病品种。利用Koshihikari/桂朝2号RILs群体进行抗RBSDV的基因定位,结果在第3染色体上标记RM7～RM5748之间检测到1个抗黑条矮缩病的QTL,来自Koshihikari的等位基因增强了水稻黑条矮缩病的抗性,携带抗性位点的家系明显提高了对RBSDV的抗性。本研究结果将为研究水稻黑条矮缩病和水稻抗黑条矮缩病分子育种提供重要信息。     

水稻抽穗期的QTL剖析

利用沈农265/丽江新团黑谷的F2群体对抽穗期进行定位分析表明,该群体共定位到7个控制抽穗期的 QTLs,分别位于第2,3,6和7染色体上.单个QTL对性状表型贡献率在9.7%～23%之间.与其他研究结果比较表明,多数控制抽穗期的QTLs在不同的材料、不同遗传背景下重演性较好.同时,发现一个新的QTL位点,这些为北方粳稻育种的生育期选择提供基础性数据.