水稻白叶枯病抗性基因的聚合及其遗传效应

以全生育期抗水稻白叶枯病的早粳Ｇ３８为抗源供体，以成株期抗性的晚粳品种秀水１１为轮回亲本，通过连续回交转育出全生育期抗白叶枯病的晚粳品系Ｄ６０１、Ｄ６０２和Ｄ６０３。遗传研究表明，３个晚粳品系都聚合了来自双亲的ｘａ－５和Ｘａ－３抗性基因，聚合的抗性基因可能具有抗性累加效应，其抗性水平和抗扩展能力强于双亲，抗谱宽于秀水１１。同时评价了３个晚粳稻抗病品系对我甸白叶枯病病原型的抗性及主要农艺性状。认为Ｄ     

水稻白叶枯病抗性研究进展

白叶枯病是世界水稻重要病害之一,且已成为研究植物和病原菌互作的模式,对该病的研究对其它病害有借鉴意义。目前已鉴定出29个抗白叶枯病基因,其中17个基因被定位到染色体上,4个基因已被克隆,在这些工作的基础上,已通过分子标记辅助选择和转基因方法育成了一些抗病新品系,展示了水稻抗白叶枯病分子育种的广阔前景。     

携有不同主效白叶枯病抗性单基因的3个粳稻近等基因系的选育

自１９８６至１９９３年，我们选育了第一批携有抗水稻白叶枯病主效基因，Ｘａ－３、Ｘａ－４和Ｘａ－１２的３个粳稻近等基因系：ＣＢＢ３、ＣＢＢ４和ＣＢＢ１２（暂名）。以１个感病并具有改良株型的粳稻品种沈农１０３３为轮回亲本，通过回交、自交直至ＢＣ５Ｆ５代。各世代经抗性测定和株型选择，直至各系的抗性稳定和农艺性状趋于一致。进行了３个近等基因系与其供体基因的抗性反应型比较、农艺性状考查及抗性遗传分析。通过育     

水稻白叶枯病抗性基因和相关因子研究利用进展

水稻白叶枯病严重制约水稻生产,抗病基因的发掘与利用是目前防治该病害最环保有效的手段。为高效发掘、研究和利用抗白叶枯病基因,本文概述了白叶枯病菌与水稻的互作机制,总结了抗白叶枯病基因的定位与克隆现状并对其功能类型加以分类,归纳了抗病相关因子的研究进展。针对目前抗白叶枯病基因的研究进展缓慢且概述性研究报道相对滞后的现状,提出研究展望,认为应更深入研究水稻抗白叶枯病基因的定位克隆与利用,并大力探究抗病基因与抗病相关因子的协同作用关系。     

水稻抗白叶枯病基因的聚合育种

白叶枯病是严重危害水稻生产的重要病害之一,利用聚合多个抗性基因的水稻品种是控制该病害的有效途径。本研究以携带Xa4、xa5、xa13、Xa214个抗白叶枯病基因的IRBB60与8个水稻新品系,组配8个杂交组合.应用分子标记辅助选择技术从F2和F3群体中共获得216个携带4个抗白叶枯病基因的纯合体。用华南地区的5个白叶枯病病原菌小种进行田间接种的试验表明,4个抗性基因聚合系的抗性水平高于只带1个抗性基因的近等基因系。这些聚合系可用作华南地区高抗白叶枯病水稻品种育种的亲本材料。     

水稻抗白叶枯病基因Xa14的遗传定位

Xa14是一个高抗菲律宾白叶枯病生理小种5的显性基因,Taura等将它定位在水稻第4染色体长臂末端。本研究利用中国国家基因中心的水稻第4染色体测序结果,用SSR标记对Xa14进行遗传定位,为进一步用图位克隆法克隆该基因奠定基础。利用775株IRBB14/IR24 F₂中的145株高感群体,将基因Xa14限定在SSR标记HZR970-8和HZR988-1之间的区间,与两个分子标记的距离各为0.34 cM,并找到了在该群体中与基因共分离的HZR645-4、HZR669-2、HZR669-5和HZR669-7四个SSR标记。利用763株IRBB14/珍珠矮F₂中158株高感群体,将基因Xa14限定在分子标记HZR648-5与RM280之间的区段,找到了一个与基因紧密连锁的SSR标记HZR648-5,与基因的距离为1.90 cM。将两个F₂群体的定位结果进行整合,表明Xa14位于分子标记HZR970-8和HZR988-1之间的3个BAC克隆上,并与这两个标记紧密连锁。     

水稻抗白叶枯病基因及其抗病机理的研究进展

水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv．oryzae致病菌引起的全球性水稻病害。到目前为止,已有26个抗病基因被发现,有10个基因已在染色体上被定位,包括显性基因Xa1、Xa4、Xa21andXa26(t)等和隐性基因Xa5、Xa13等。对大部分抗病基因的抗病机制了解还不是很清楚。利用标记辅助选择(MAS)进行抗病育种是防治白叶枯病的有效途径。在此,综述了已发现的抗水稻白叶枯病基因的种类、分子标记、抗病机制和在抗病育种中的应用。     

水稻稻瘟病抗性基因的定位、克隆及育种应用研究进展

稻瘟病是一种世界性的水稻病害,抗病品种的培育和种植是控制该病害最为经济有效的方法,而抗病基因的发掘与利用则是抗病育种的基础和核心。本研究就稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种应用情况进行了概述,介绍了稻瘟病广谱抗原和抗病基因、隐性抗病基因研究的最新进展,指出近一半的抗病基因是通过F2分离群体鉴定的,目前已定位的稻瘟病主效抗病基因超过86个,微效基因约350个,应用图位克隆等方法,20个稻瘟病主效抗病基因和2个微效基因已从不同的水稻品种中被克隆。这些基因的定位和克隆是有效开展稻瘟病抗性分子育种的基础。最后,结合笔者从事水稻稻瘟病抗性遗传的工作实践对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行了分析和展望,相信随着越来越多各类型抗性基因的生产应用,稻瘟病对水稻的危害最终能得到有效的控制。     

转C4光合基因水稻及其在育种中的应用

按光合作用途径可将植物分为C3植物、C4植物和CAM植物,由于C4植物在高光强、高温和高氧分压的条件下,比C3植物具有较高的光合效率,作物生理和育种学家就试图用C4光合途径改造C3作物,以提高主要农作物如稻、麦和大豆等光合生产力,但通过常规杂交的方法难以奏效。近年来,随着分子生物学的兴起和植物转基因技术的快速发展,许多与C4光合作用途径相关的关键酶PEPC、NADP-苹果酸(NADP—ME)和PPDK等一系列基因已从玉米、高粱和苋菜等C4植物中被克隆,对这些基因启动子序列分离、重组、转化及表达的研究,发现它们可以在C3植物中驱动外源基因并进行组织特异性表达,而且一系列C4型光合基因导入C3植物的成功报道。特别是获得高表达的转C4光合基因水稻,表现光合能力和种子产量显著提高,而且在光逆境的条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性提高,从而有效地清除活性氧分子,表现耐光抑制(氧化)等。目前利用转C4光合基因水稻的育种研究也取得了重要进展,培育出携带C4光合基因的高光效水稻株系,在遗传上证明了常规育种和生物技术结合可以将转C4光合基因水稻中高表达的C4光合基因遗传给后代,获得高光效的超级稻,最后提出了本研究中尚需深入研究的问题。     

水稻白叶枯病数量抗性座位定位及其小种专化性

用水稻白叶枯病3个毒力不同的菲律宾小种P2、P6和P9,对供体Lemont导入到特青背景的178个近等基因导入系群体,进行白叶枯病数量抗性座位(quantitative resistance loci, QRL)定位及其小种专化性研究。供试亲本Lemont感3个小种,特青中感P2和P9,感P6。导入系群体的病斑长度呈连续正态分布。共发现影响病斑长度的10个主效QRL     

水稻白叶枯病成株抗性相关基因的表达谱

采用cDNA-AFLP(amplifiedfragmentlengthpolymorphism)分析了水稻白叶枯病成株抗性相关基因的表达。在检测的16000个基因片段中,122个表现为差异表达。对其中的70个片段进行了克隆和测序,有41个片段编码的氨基酸序列与已知基因同源。通过Northern杂交和RT-PCR分析了29个功能已知基因的表达,检测到10个基因表现出表达差异。这些基因编码蛋白参与电子和质子转运、泛素—蛋白体途径以及表观遗传调控(epigeneticregulation)等。这些基因在不同处理的水稻苗期和成株期叶片中存在表达差异,表明它们可能在成株抗性中发挥重要作用。     

云南3种野生稻中抗白叶枯病基因的鉴定

白叶枯病是水稻生产上最重要的细菌性病害之一,培育抗病新品种是防治白叶枯病最经济有效的途径。然而,栽培稻来源的抗病基因数量有限,并且部分抗病基因的抗病谱窄。因此,从野生稻中发掘抗病基因,将有利于培育抗病谱广且抗病能力强的水稻新品种。本研究通过抗性鉴定和PCR分析,检测云南野生稻中的抗白叶枯病基因。结果表明,云南野生稻对2个代表性白叶枯病菌Y8和PXO99具有不同程度的抗性,疣粒野生稻甚至达到免疫的程度。功能标记检测结果显示,3种野生稻中均不含xa5、xa13和Xa21抗病基因,元江普通野生稻含Xa23和Xa3/Xa26基因或其同源基因,景洪普通野生稻中含Xa1、Xa3/Xa26和Xa27基因或同源基因,药用野生稻含Xa3/Xa26基因或同源基因,而疣粒野生稻含有Xa27抗性基因。本研究结果为进一步发掘和克隆云南野生稻中的抗白叶枯病新基因提供了理论参考。     

水稻CBB30I抗白叶枯病相关基因的差异表达分析

水稻白叶枯病是水稻生产中最严重病害之一.前期鉴定发掘的水稻资源材料Y238对白叶枯病具有广谱抗性,其衍生的以IR24为遗传背景的基因导入系CBB30I保持了广谱抗性.利用抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建CBB30I与感病品种IR24间的差异表达cD-NA文库,RT-PCR分析抗病相关基因表达情况.经反向Northern blot杂交检测、测序和GenBank中BLAST比对,结果共获得29个独立的差异表达cD-NA克隆,其中有3个功能未知基因.半定量RT-PCR进一步验证了抗感病品种间抗性相关基因的差异表达.根据MIPS(Munich Information Center for Protein Sequences)功能分类系统推测,这些差异表达基因可能参与了CBB30I对病原菌的防卫反应、信号传导和蛋白合成与修饰等一些重要的生物学过程.     

主要杂交稻亲本和抗白叶枯病基因的抗性评价

测定不同水稻品种对白叶枯病的抗谱,有助于抗病品种的直接利用和通过分子标记辅助选择或基因工程培育抗病品种.本研究利用10个来源于菲律宾的白叶枯菌株对我国目前大面积栽培的16个杂交稻骨干亲本品种、4个明确携有抗白叶枯病基凶的材料和高感白叶枯病材料IR24进行了抗性评价,结果表明:16个杂交稻亲本中对10个菌株全感的品种有7个,抗1个菌株的品种有6个,抗2个菌株的品种2个和抗3个菌株的品种1个.所有16个杂交稻亲本都不能达到蜀恢52721(Xa21)、明恢6323(Xa23)、IRBB3(Xa3)的抗病水平,说明它们不携有这3个广谱抗白叶枯病基因.从抗病的广谱性与强度评价,4个抗病基因的抗病效果强弱依次为Xa23、Xa21、Xa3、Xa4;10个白叶枯菌株的致病力强弱顺序为:P6＞P7＞P2＞P8＞P3＞P1＞P10＞P4＞P5＞P9;筛选出适合抗性基因Xa3、Xa4的鉴别菌株P1,Xa21、Xa23的鉴别菌株P6.