聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系

【目的】为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系，【方法】分别以抗褐飞虱材料B5（携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15）及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本，以骨干恢复系福恢676为轮回亲本，应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法，并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析。【结果】选育出聚合Bph14、Bph15 和qsI-4的恢复系材料3份，携带2个抗虫基因的恢复系材料3份。其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上。通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份。【结论】为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料。     

褐飞虱和白背飞虱在水稻品种上的为害特性

褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)和白背飞虱(Sogatella furcifera Horvath)均为国内各稻区的主要害虫。国内外有关稻飞虱为害发生的报道大多以单种飞虱为对象,然而这两种飞虱常年混合发生,且在水稻品种上的为害差异较大;因此,弄清这两种飞虱在不同类型水稻品种的为害特性及差异,对预测预报和合理防治稻飞虱具有较大的理论意义。作者于1988～1989年在浙江省农科院养虫室及萧山和桐庐病虫观察圃对两种飞虱在一些已推广和即将推广的水稻品种上的为害和发生特点进行了初步研究。     

聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系

【目的】为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系,【方法】分别以抗褐飞虱材料B5(携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15)及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本,以骨干恢复系福恢676为轮回亲本,应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法,并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析。【结果】选育出聚合Bph14、Bph15和qsI-4的恢复系材料3份,携带2个抗虫基因的恢复系材料3份。其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上。通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份。【结论】为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料。     

籼型杂交水稻抗褐飞虱育种研究

 对80份籼型杂交水稻恢复系的抗褐飞虱特性鉴定表明,30份材料对褐飞虱抗性达中抗以上水平,其中12份材料的持抗性优于ASD7。将这12份材料的抗级为0～3级、持抗期≥7 d的优质抗性材料归为一级抗性材料。经杂种优势的测定、外观米质评价、白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定,筛选出对两病一虫达中抗水平,与协青早A的杂种产量比对照汕优10号增产12.9%的杂交水稻新恢复系埃红/台1059;以及高抗褐飞虱、高抗稻瘟病、中抗白叶枯病且外观米质极好的恢复系LS2/密阳46。     

水稻抗褐飞虱遗传和育种研究

综述了水稻抗褐飞虱基因资源的鉴定及其分布特点、水稻抗褐飞虱主基因定位和QTL分析、水稻抗褐飞虱遗传的“基因对基因”关系以及水稻品种对褐飞虱的抗虫机制与褐飞虱对抗虫品种的适应等4个方面的研究进展，同时简述了抗褐飞虱基因的育种利用现状，并对今后抗褐飞虱遗传和育种利用研究作了展望。     

水稻抗虫品种对褐飞虱和白背飞虱种群增长的影响

 利用实验种群生命表和Morris-Watt模式综台评价了5个已推广的水稻品种对褐飞虱 Nilaparvata lugens Stal和白背飞虱Sogatetla furcifera Horvath的抗性及品种对稻飞虱各虫态的抗性作用大小。IR36、汕优6号、协优10号、秀水620和丙664对褐飞虱种群增长有明显的抑制作用；而品种秀水620、丙664和协优10号对白背飞虱呈中抗水平。同时发现，品种对稻飞虱各虫态抗性作用在成虫产卵期最明显，对褐飞虱表现为：成虫产卵期>卵孵化期>高龄(3-5龄)若虫期>低龄(1-2龄)若虫期；对白背飞虱则为：成虫产卵期>低龄若虫期>高龄若虫期>卵孵化期。     

水稻抗褐飞虱新基因

对某些水稻品种进行抗褐飞虱遗传研究,发现了以往尚未鉴定过的抗性基因。等位性测验表明,泰国品种‘Col 5’和‘Col 11’以及缅甸品种‘Chin‘Saba’的抗性是由一对和隐性基因控制,定名为bph8(t),斯里兰卡品种‘Balamawee’,Kaharamana’和‘Pokkali’的抗性是由一对显性基因控制,定名为Bph9(t)。     

水稻抗褐飞虱基因研究进展与展望

褐飞虱严重影响水稻的产量和品质,抗虫品种的培育和种植是控制该虫害最安全有效的措施。水稻抗褐飞虱育种的关键是抗虫基因的发掘和合理利用。目前至少报道了34个褐飞虱抗性位点,其中28个主效抗性基因已被定位,显性基因Bph3、Bph14和Bph26已被成功克隆。介绍了水稻褐飞虱的生物型及抗性机理、褐飞虱抗性基因定位与克隆及抗虫基因在育种上的应用,并对水稻褐飞虱抗性育种面临的问题和应用前景进行了讨论。     

水稻新品种（系）对褐飞虱抗性的筛选及评价

 采用改进的苗期集团筛选法，测定了1999 ~2002年国家和浙江省水稻育种攻关项目的769个水稻新品种（系）对褐飞虱的抗性反应。结果表明，在769个品种中筛选出抗级为0~5级的品种93个，其中长持抗期（LD）、中持抗期（MD）和短持抗期（SD）级的品种分别有3、13、77个。同时对1999~2000年和部分2001年苗期抗级为0~5级的47个水稻品种进行成株期持抗期鉴定，发现苗期与成株期LD、MD、SD相一致的品种分别有3、3、15个；苗期为SD、成株期为MD的品种有3个，成株期无持抗期的品种有21个；苗期为MD、成株期为SD的品种有3个。试验进一步表明，利用水稻苗期和成株期的受害级别（5级）和持抗期长短（MD~LD）来评价耐褐飞虱水稻品种是一种比较可行的方法。     

不同氮肥水平下转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响

在目前氮肥施用量依然偏多的大背景下,氮肥与转 Bt 基因水稻的相互作用是否会对稻田中非靶标节肢动物产生影响是转基因水稻安全评价的重要内容。本研究在室内条件下用0 kg/hm²、100 kg/hm²和250 kg/hm²3个氮肥水平处理的转 Bt 基因水稻T1C-19和T2A-1以及非转基因亲本水稻明恢63,连续饲养褐飞虱和白背飞虱4代,研究在不同氮肥条件下,转 Bt 基因水稻对褐飞虱和白背飞虱生态适应性的继代影响。结果显示,在同一水稻品种上,氮肥的过量施用,显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,并且随着代数的增加具有一定的累加效果。同一氮肥水平条件下,转 Bt 基因水稻和对照相比对同代褐飞虱和白背飞虱的若虫发育历期、雌虫体质量、成虫寿命、褐飞虱若虫孵化率、存活率均无显著影响。而在100 kg/hm²和250 kg/hm²施氮水平下取食转基因水稻T1C-19的褐飞虱在第1代至第3代的每雌产卵量均显著低于另一转基因品种T2A-1以及对照品种明恢63,但第4代褐飞虱在各品种上的产卵量无显著差异。本研究结果表明,氮肥的施用显著提高了褐飞虱和白背飞虱的生态适应性,供试两种转Bt基因水稻对褐飞虱和白背飞虱的生态适应性无显著影响。这为转基因水稻的安全评价提供了一定的理论依据。     

分子标记辅助选择创制抗白背飞虱水稻恢复系

 将分子标记辅助选择技术与传统育种的杂交、回交方法及白背飞虱频发区大田自然诱发抗虫鉴定相结合,创制了米质优、配合力好且具有水稻白背飞虱拒食抗性主效QTL位点qSI4 的新恢复系材料3份(R38、R46和R58)。室内抗性鉴定结果表明,新创制的恢复系材料的白背飞虱抗性与抗源春江06的抗性水平相当,具有较强的白背飞虱抗性。这些新恢复系通过与不同遗传背景的不育系进行杂交配组,经过田间测产和室内米质鉴定、评比,筛选出一批集抗性好、米质优、产量高等优良性状于一体的杂交水稻新组合。     

分子标记辅助选择在水稻抗病虫基因聚合上的应用

 稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱和白背飞虱是危害水稻生产的主要病虫害。实践证明,培育抗病虫品种是控制水稻病虫害最经济和有效的途径。总结了目前已报道和定位的抗病虫基因的研究和利用情况,指出利用分子标记辅助选择聚合不同类型抗病虫基因到同一品种,可以提高品种抗性、拓宽抗谱,是水稻抗病虫品种培育的发展方向。     

利用分子标记辅助育种技术选育高抗白叶枯病恢复系

通过常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,已将来自IRBB24的2个抗白叶枯病基因, Xa21和Xa4, 聚合到感病的杂交稻恢复系绵恢７２５中。通过分子标记检测目标基因和亲本遗传背景差异分析快速获得了4个高抗白叶枯病的恢复系姊妹系R207 1、R207 2、R207 3和R207 4。采用与目标抗性基因相应的菲律宾菌系P1、P6 和7个中国病原型代表菌系（CⅠ~CⅦ）对4个姊妹系及其杂交组合进行田间接种。结果表明,这些姊妹系及所配制的杂交组合抗病性强、抗谱广,其中杂交组合G46A/R207 2具有良好的产量潜力,将R207 2定名为蜀恢207。     

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.     

广谱抗稻瘟病种质75-1-127的褐飞虱抗性基因鉴定及分子标记辅助选择育种

【目的】水稻品系75-1-127携带广谱抗稻瘟病基因Pi9,已被广泛应用于抗稻瘟病水稻品种改良。笔者育种实践发现75-1-127表现出较强的褐飞虱抗性,因此鉴定该品系中的褐飞虱抗性基因并进行分子辅助选择育种。【方法】根据水稻品系B5中褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15的序列,设计引物扩增75-1-127的基因组DNA,并对PCR产物进行测序分析。采用苗期集团法鉴定了75-1-127和B5的褐飞虱抗性表型。利用与Bph14与Bph15连锁的分子标记筛查了75-1-127为稻瘟病抗源回交转育的两系不育系后代,并鉴定了这些后代的稻瘟病抗性、褐飞虱抗性和主要农艺性状。【结果】75-1-127中含有与B5完全一致的Bph14和Bph15序列。75-1-127和B5苗期褐飞虱抗性均为1级。在以75-1-127为抗源改良的两系不育系中,携带Bph14、Bph15的单基因系或双基因系的褐飞虱抗性均得以改良,其中双基因聚合系的死苗率为8.5%,与供体亲本75-1-127以及阳性对照B5差异不显著,进一步证实75-1-127含有褐飞虱抗性基因。【结论】水稻品系75-1-127携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15,可以作为抗源应用于水稻褐飞虱抗性育种。     

Improvement of Upland Rice Variety by Pyramiding Drought Tolerance QTL with Two Major Blast Resistance Genes for Sustainable Rice Production

Varalu is an early maturing rice variety widely grown in the rainfed ecosystem preferred for its grain type and cooking quality. However, the yield of Varalu is substantially low since it is being affected by reproductive drought stress along with the blast disease. The genetic improvement of Varalu was done by introgressing a major yield QTL, qDTY_12.1, along with two major blast resistance genes i.e. Pi54 and Pi1 through marker-assisted backcross breeding. Both traits were transferred till BC₂ generation and intercrossing was followed to pyramid the two traits. Stringent foreground selection was carried out using linked markers as well as peak markers (RM28099, RM28130, RM511 and RM28163) for the targeted QTL (qDTY_12.1), RM206 for Pi54 and RM224 for Pi1. Extensive background selection was done using genome-wide SSR markers. Six best lines (MSM-36, MSM-49, MSM-53, MSM-57, MSM-60 and MSM-63) having qDTY_12.1 and two blast resistance genes in homozygous condition with recurrent parent genome of 95.0%-96.5% having minimal linkage drag of about 0.1 to 0.7 Mb were identified. These lines showed yield advantage under drought stress as well as irrigated conditions. MSM-36 showed better performance in the national coordinated trials conducted across India, which indicated that improved lines of Varalu expected to replace Varalu and may have an important role in sustaining rice production. The present study demonstrated the successful marker-assisted pyramiding strategy for introgression of genes/QTLs conferring biotic stress resistance and yield under abiotic stress in rice.     

Breeding Rice Restorer Lines with High Resistance to Bacterial Blight by Using Molecular Marker-Assisted Selection

Rice bacterial blight, one of the major diseases of rice caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo, jeopardizes rice diversely. It causes leaf wilting, affects photosynthesis and reduces 1000-grain weight and generally results in yield loss by 20-30 pe…