利用分子标记辅助选择改良不育系03S的稻瘟病抗性

为提高优质籼型光温敏核两系不育系03S的稻瘟病抗性,以03S为受体,以含有广谱稻瘟病抗性基因Pi-9的材料75-1-127为供体,采用杂交、多次回交和自交的方法以及利用分子标记辅助选择技术将Pi-9基因导入03S中。通过抗性基因的室内分子检测,结合稻瘟病病区抗性鉴定、人工接种鉴定、不育系育性镜检以及田间农艺性状和开花习性表现,筛选获得了4个03S改良株系03SR-1、03SR-2、03SR-3和03SR-4。抗性鉴定结果表明,改良株系对稻瘟病叶瘟和穗瘟的抗性明显增强。育性镜检花粉不育率均在99.6%以上。农艺性状和开花习性分析表明:除每株穗数和剑叶长外,改良不育系的其他农艺性状和开花习性与对照03S无显著差异。这些改良不育系可用于进一步选育抗稻瘟病的优良杂交组合。     

抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A的选育与应用

以携Pigm基因的粳稻材料MP3为抗稻瘟病基因供体,通过回交转育,结合分子标记辅助选择,快速改良晚粳稻不育系浙04A的稻瘟病抗性,育成了BT型抗稻瘟病晚粳稻不育系浙07A及其保持系浙07B,2012年9月通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定（浙育鉴2012006）。该不育系不育株率100%,花粉败育率9999%,不育花粉以染败为主,其中染败率8373%。经人工接种鉴定,为高抗稻瘟病。所配组合与原不育系浙04A相比较,分蘖数多、穗型大、粒重高,表现产量优势明显、稻瘟病抗性增强等特性。     

利用分子标记辅助选择改良水稻保持系香味和稻瘟病抗性

【目的】优质抗病水稻保持系的获得是改良不育系品质与抗性的前提,利用分子标记辅助选择技术进行定向改良,可以加速优异水稻保持系的改良进程。【方法】以‘恒丰B’、‘广8B’为轮回亲本,利用携带香味基因Badh2和抗稻瘟病基因Pita的‘B39’作为供体亲本,利用分子标记开展连续回交育种,定向改良‘恒丰B’、‘广8B’的品质和抗性性状。【结果】通过多代回交选育,获得了14份BC3F2改良材料。利用改良单株系与对应的不育系测交,测保对应的小区不育等级为全不育和高不育;通过品质和抗性鉴定,改良后的目标株系香味评级为香味较浓;稻瘟病抗性均有进一步提高,经病圃鉴定表现为抗或高抗稻瘟病;稻米品质表现为米粒细长、低直链淀粉、低垩白;其他农艺经济性状与轮回亲本相似;改良后的株系遗传背景回复率在80%～90%之间,达到预期回复效果。【结论】结合分子标记辅助选择的定向改良缩短了优质抗性保持系改良的育种进程,在较短时间内获得了在稻米品质、抗病性、香味性状上具有改良的新保持系,实现了‘恒丰B’、‘广8B’在香味性状和稻瘟病抗性方面的定向改良,为进一步协同改良三系杂交水稻的稻米品质和抗性提供了新的材料基础。     

水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2聚合系的获得及其抗性评价

[目的]获得水稻抗稻瘟病基因Pi1和Pi2聚合系,并对其进行抗性评价。[方法]以GD-7为稻瘟病抗性基因供体,扬稻6号为受体,通过回交转育结合分子标记辅助选择,选育出10个Pi1基因和Pi2基因双基因纯合且农艺性状优良的水稻新品系,在湖北省水稻品种区域试验的稻瘟病抗性鉴定点恩施和宜昌分别对这些品系的稻瘟病抗性进行了田间鉴定。[结果]这些品系的抗性综合指数在0.8~2.0,抗级为1,表现为抗,而受体亲本扬稻6号的抗性综合指数分别为8.8和8.5,抗级为9,表现为高感,其中一个品系R587与不育系广占63S配制的杂交组合的抗性综合指数分别为2.5和3.5,抗级为3,表现为中抗,而对照扬两优6号的抗性综合指数分别为7.9和8.2,抗级为9,表现为高感。[结论]通过分子标记辅助选择聚合Pi1基因和Pi2基因能显著提高聚合系及其相应杂交组合的稻瘟病抗性。     

分子标记辅助选育具抗稻瘟病Pi2基因的水稻新恢复系

通过分子标记辅助选择,将早籼稻材料中的广谱抗稻瘟病基因Pi2通过杂交转入到中籼稻恢复系中,经过多代自交以及田间农艺性状的选择和自然诱发稻瘟病抗性鉴定,培育出了30个新的抗稻瘟病恢复系株系。通过对F_6代抗性优良的株系与优良两系不育系C815S的大量杂交组合测配,选择出了3个高产、优质的新杂交组合,均比对照品种丰两优香1号增产5%以上,且对稻瘟病的抗性均优于对照品种,具有广阔的应用前景。     

利用分子标记辅助选择改良闽恢3301稻瘟病抗性

[目的]改良三系杂交籼稻强势恢复系闽恢3301的稻瘟病抗性,以提高其在生产中的应用价值.[方法]以75-1-127和C101A51为稻瘟病主效基因Pi9和Pi2的供体亲本,以闽恢3301为受体亲本,通过杂交、多代回交和自交,结合分子标记辅助选择和田间选择的方法,将供体亲本的Pi9和Pi2基因导入闽恢3301中,改良其稻瘟病抗性.利用21个福建近年流行的稻瘟菌菌株及其混合菌液对闽恢3301改良系进行人工接种抗性鉴定,并连续两年在上杭茶地病圃进行田间自然诱发抗性鉴定.将闽恢3301改良系和闽恢3301分别与三系不育系荟丰A和广8A及两系不育系GRD-7S进行测配,考察其农艺性状,以闽恢3301为父本的杂交组合为对照.[结果]通过利用Pi2/9分子标记对抗病基因进行跟踪选择,最终获得含Pi9和Pi2的闽恢3301改良系(闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2)各20份.除闽恢3301-Pi9对SH17004菌株表现为中感外,闽恢3301-Pi9对其他20个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病,且闽恢3301-Pi2对21个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病或高抗,二者抗性达到甚至超过两供体亲本75-1-127和C101A51的抗性水平,但闽恢3301对7个稻瘟病菌株表现感病,对1个菌株表现中感,对其他菌株则表现中抗或抗病,且田间自然诱发鉴定中均表现高感,说明闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性水平得到有效提高.除RGD-7S×闽恢3301-Pi9和RGD-7S×闽恢3301-Pi2组合的单株产量分别极显著(P<0.01)高于相应的对照组合外,其他以闽恢3301改良株系为父本的杂交组合在株高、穗长、分蘖数、千粒重、单株产量和结实率上无显著差异(P>0.05),表明闽恢3301-Pi2和闽恢3301-Pi9在培育稻瘟病抗性杂交水稻组合上具有广阔的应用前景.[结论]闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性得到有效提高的同时在农艺性状和配合力等方面保持了闽恢3301及其组合的主要特性,说明利用Pi9和Pi2基因可有效改良闽恢3301的稻瘟病抗性,不仅拓宽了稻瘟病抗谱,还不影响闽恢3301的配合力,二者可作为新的水稻材料进行推广应用.     

抗稻瘟病基因Pigm导入对寒地粳稻抗病性和产量性状的影响

为提高黑龙江省寒地粳稻稻瘟病抗性,通过杂交、回交、自交选育和分子标记辅助选择技术,将籼稻品种谷梅4号的广谱抗稻瘟病基因Pigm导入到寒地优良粳稻品种空育131、龙粳26和垦鉴稻6中,获得12个携带Pigm基因的优良导入系。与受体亲本相比,各导入系对稻瘟病菌的抗谱大幅提高,抗性频率最高达98.4%,最低为95.2%。同时对穗颈瘟的抗性也显著提高,导入Pigm基因后空育131穗颈瘟抗性由7级提高到1级,龙粳26穗颈瘟由5级提高到0~1级,垦鉴稻6穗颈瘟由7级提高到1~3级。结果还表明Pigm基因的导入影响株高和产量性状,其表现为株高增加,穗粒数增加,结实率下降,其中5个导入系产量显著提高。综合抗病性和产量性状可知,这5个Pigm基因的导入系可用于抗稻瘟病育种中。     

籼型水稻光温敏核不育系安农186S的选育

为改良当前生产上利用的水稻不育系的稻瘟病抗性,选育具有配合力好、抗性强、米质优的优良不育系,以1892S和广占63S为受体,以携带抗性基因Pi1的BL122和含有抗性基因Pi9的75-1-127为供体,利用复交、自交并结合分子标记辅助选择手段将广谱稻瘟病抗性基因Pi1和Pi9进行聚合,并对稻瘟病抗性、米质、配合力和育性等性状进行选择,育成了籼型水稻光温敏核不育系安农186S。考查结果显示,安农186S除了具有理想的株叶形态以外,还具有适当的播始历期、较好的开花习性及异交结实性等特点。田间自然温光特性鉴定和人工气候室温光特性鉴定结果表明,安农186S的不育性稳定、不育时期较长。稻瘟病抗性鉴定结果,安农186S高抗稻瘟病。此外,安农186S稻米品质优、配合力强、繁殖技术简单易行。     

利用分子标记辅助选择培育抗稻瘟病粳稻新品系

以华130B为稻瘟病抗性基因的供体、圣稻15为受体,通过回交转育结合分子标记辅助选择,选育出综合性状优良的Pi1单基因株系4个、Pi2单基因株系3个、Pi1和Pi2双基因聚合系3个。稻瘟病田间抗性自然鉴定结果表明,单基因系抗级为3级,表现为中抗;双基因聚合系抗级为1级,表现为高抗;而对照圣稻15抗级为7级,表现为高感。说明通过分子标记辅助选择转育Pi1和Pi2基因能显著提高水稻稻瘟病抗性,同时表明双基因聚合系抗性明显好于单基因系。     

籼型光温敏核不育系安农086S的选育

为改良丰39S的稻瘟病抗性,以具有广谱抗性基因Pi9的抗源材料75-1-127为供体、丰39S为受体,通过杂交、回交和自交,并利用分子标记辅助选择方法,育成了籼型水稻光温敏核不育系安农086S。结果显示,安农086S具有理想的株叶形态以外,还具有适当的播始历期、较好的开花习性及异交结实性等特点。田间自然温光特性鉴定和人工气候室温光特性鉴定结果表明,安农086S的不育性稳定、不育时期较长。稻瘟病抗性鉴定结果显示,安农086S抗稻瘟病强。此外安农086S的稻米品质优、配合力强、繁殖技术简单易行。     

晚粳稻不育系浙08A的选育与应用

为改良晚粳稻不育系浙04A(B)的稻瘟病抗性,以携稻瘟病广谱抗性基因Pigm的MP3为抗瘟基因供体,通过连续多代回交核置换并结合分子标记辅助选择的方法,育成了抗稻瘟病、早花时的BT型晚粳稻不育系浙08A(B),2015年9月通过浙江省农作物品种审定委员会鉴定(浙育审2015007)。浙08A育性稳定,群体不育株率100%,花粉败育率99.993%,不育花粉以染败为主,染败率88.427%。经人工接种和病圃自然诱发鉴定,浙08A稻瘟病抗性较浙04A有明显改善。浙08A具有花时较早且开花集中,与籼粳型恢复系花时相遇良好、制种异交率高等优点。利用浙08A配制的杂交组合表现出较强的杂种优势及良好的稻瘟病抗性。     

稻瘟病抗性基因Pi1与Pi9聚合材料的抗性鉴定

为探究基因Pi1与Pi9的稻瘟病抗性,及基因聚合对感病受体材料的抗性改良情况,以P121、P32作为供体亲本,保持系金23B作为受体亲本,通过常规杂交,回交手段,结合分子标记技术(MAS),导入Pi1、Pi9的双基因聚合材料,然后对此聚合材料和分别携带稻瘟病抗性基因Pi1、Pi9的籼型水稻材料P121、P32,保持系金23B进行稻瘟病温室人工接种鉴定及大田自然诱发鉴定。结果表明:受体亲本金23B叶瘟6级感病,穗颈瘟9级高感,单基因供体亲本P121、P32叶瘟病级均为4级中感,穗颈瘟病级分别为3级中抗,7级感病,而以金23B为背景的抗性基因聚合材料,叶瘟病级2级,达抗级水平,穗颈瘟病级3级,达中抗水平,相较于受体亲本和单基因供体亲本,双基因聚合材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性均得到显著提高,表明基因聚合是选育稻瘟病抗性品种的有效方法。     

杂交稻亲本和抗源的稻瘟病抗性表现与联合抗病性分析

采用2003-2006年从福建省5个稻瘟病重发病区分离87个菌系对生产上应用的10个杂交稻亲本和4个抗源材料进行接种抗性鉴定,结果表明:在10个杂交稻亲本中,不育系谷丰A抗性最好,抗性频率为97.7%,多系1号、亚恢627和蜀恢527表现也较好,抗性频率分别为85.9%、85.1%和80.5%,而其它普遍表现感病,其抗性频率均小于28%,继续利用这些抗稻瘟病差的亲本之间进行配制的组合在生产上应用潜在稻瘟病流行的威胁.4个稻瘟病抗源的抗性频率都在85%以上.4个抗源与10个杂交稻亲本的两搭配后联合抗病性系数都在0.87以上,说明利用这4个抗性基因可用于杂交稻的稻瘟病抗性改良.     

利用分子标记辅助选择育种(MAS)技术改良水稻恢复系粤恢826

[目的]改良杂交稻恢复系粤恢826,以提高其稻瘟病和白叶枯病抗性,改良米质,为选育抗病、优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.[方法]以含稻瘟病抗性基因Pi1和Pi2、白叶枯病抗病基因Xa23及蜡质基因Wx的中间材料Z1103为供体亲本,杂交水稻强恢复系粤恢826为受体亲本,利用分子标记辅助选择(MAS)技术和系谱选育方法,聚合4个外源基因以改良粤恢826的抗病性和米质,并进行稻瘟病和白叶枯病抗性及米质鉴定.[结果]经SSR分子标记检测、田间抗病性及米质鉴定,获得以粤恢826为遗传背景且含有目标基因的6个改良株系,通过农艺性状筛选与恢复力测试,优选到一个含有Pi1、Xa23和Wx基因的纯合株系,其恢复力好,农艺性状优良,2014年早造定名为粤恢88,其田间鉴定稻瘟病抗性3级,白叶枯病抗性1级,米质为软米.2014年晚造与两系不育系Y58S配制杂交稻组合Y两优88,其在品比试验中产量达6543 kg/ha,比对照深两优58香油占增产4.97%,未达显著水平(P>0.05),且抗稻瘟病,中抗白叶枯病,米质鉴定为国优3级和省优3级.[结论]MAS技术可有效聚合多基因(Pi1、Xa23和Wx基因),使粤恢826的稻瘟病和白叶枯病抗性及米质明显改良,获得抗稻瘟病、高抗白叶枯病、米质为软米的新恢复系粤恢88,为选育抗病优质的杂交稻组合提供良好亲本材料.     

225份水稻新品系对穗瘟的田间抗性初步评价

【目的】对以抗瘟丝苗、新银占和BE621等3个稻瘟病抗性优良品种为抗源转育的225份水稻新品系进行田间穗瘟抗性鉴定,为水稻新品种(组合)稻瘟病抗性改良奠定基础。【方法】在广西岑溪市梨木镇对255份水稻新品系进行穗瘟田间自然诱发鉴定,以3个抗源亲本抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗病对照,油占八号为感病对照。【结果】225份水稻新品系中有13份表现为1级抗性,约占5.8%;118份表现为3级抗性,达到中抗水平,约占52.4%;65份表现为5级抗性,表现为中感,约占28.9%;14份表现为7级感病,约占6.2%;15份表现为9级高感,约占6.7%。以抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗源育成的品系中,抗性达到1～3级的品系分别约占59.6%、59.3%和51.4%。【结论】抗瘟丝苗和新银占的后代比BE621的后代更具抵抗稻瘟病危害的能力;该研究所获得的中高抗品系均能作为广西稻瘟病抗性育种材料,具有较好的应用前景。     

225份水稻新品系对穗瘟的田间抗性初步评价

【目的】对以抗瘟丝苗、新银占和BE621等3个稻瘟病抗性优良品种为抗源转育的225份水稻新品系进行田间穗瘟抗性鉴定,为水稻新品种（组合）稻瘟病抗性改良奠定基础。【方法】在广西岑溪市梨木镇对255份水稻新品系进行穗瘟田间自然诱发鉴定,以3个抗源亲本抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗病对照,油占八号为感病对照。【结果】225份水稻新品系中有13份表现为1级抗性,约占5．8％;118份表现为3级抗性,达到中抗水平,约占52．4％;65份表现为5级抗性,表现为中感,约占28．9％;14份表现为7级感病,约占6．2％;15份表现为9级高感,约占6．7％。以抗瘟丝苗、新银占和BE621为抗源育成的品系中,抗性达到1～3级的品系分别约占59．6％、59．3％和51．4％。【结论】抗瘟丝苗和新银占的后代比BE621的后代更具抵抗稻瘟病危害的能力;该研究所获得的中高抗品系均能作为广西稻瘟病抗性育种材料,具有较好的应用前景。     

分子标记辅助选择改良杂交水稻组合丰两优香1号的白叶枯病抗性

通过分子标记辅助选择、回交和聚合杂交方法相结合,将白叶枯病抗性基因Xa7、Xa21导入优良恢复系丰香恢1号中,获得了分别含Xa7、Xa21的单基因改良株系以及Xa7+Xa21聚合株系各1个,编号X01~X03。用5个来自不同地区的白叶枯病菌株(PXO61、PXO99,ZHE173、GD1358和FuJ)人工接种抗性鉴定结果表明,含Xa7、Xa21的改良株系抗性水平优于轮回亲本,双基因聚合系的抗性优于单基因改良株系。初步筛选出杂交组合广占63-4S/X03(Xa7+Xa21)抗白叶枯病,且产量和稻米品质性状均优于丰两优香1号,可作为丰两优香1号的优势替代品种在长江中下游地区推广种植。     

分子标记辅助选择Pigm基因改良湘晚籼13号的稻瘟病抗性

以湘晚籼13号、谷梅4号、75–1–127(CK1)和CO39(CK2)为材料,用21份来自不同稻区的稻瘟菌菌株室内接种,采用室内苗瘟鉴定和田间病圃鉴定的方法,明确Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的稻瘟病抗性表现及抗菌谱;根据Pigm基因序列信息,设计和筛选高效多态分子标记T9E4;利用获选分子标记,开展分子标记辅助选择(MAS)连续回交育种实践,培育高抗病株系。结果表明:Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的抗性反应及抗菌谱存在明显差异,抗性频率分别为95.2%和61.9%。大田病圃稻瘟病抗性鉴定表明,谷梅4号高抗苗瘟和穗瘟,而湘晚籼13号高感苗瘟和穗瘟。T9E4标记引物在谷梅4号和湘晚籼13号基因组中分别扩增出1条约750 bp和1条约1 800 bp的稳定明亮条带,且PCR产物可以用琼脂糖凝胶电泳快速检测,标记辅助选择效率达100%。通过连续回交、自交及分子选择,培育出1个含有Pigm纯合等位基因、高抗苗瘟和穗瘟,且主要农艺性状与湘晚籼13号高度相似的BC5F3株系,实现了定向改良目标。     

与稻瘟病抗性基因Pigm紧密连锁的分子标记的设计和应用

利用已克隆的Pigm基因的核酸序列在基因功能区设计新引物,鉴定到不育系材料FD1712的功能区序列差异,开发了基于PCR的新的插入/缺失(insert-deletion,InDel)标记,标记与基因功能紧密连锁.通过扩增和电泳检测,表明引物扩增稳定;通过稻瘟病菌的接种鉴定,表明新开发的标记能有效鉴别稻瘟病抗性,可用于分子标记辅助育种.     

抗稻瘟病和白叶枯病籼稻新种质R156的创制

扬稻6号是杂交水稻育种中被广泛应用、具有重要地位的骨干亲本,但其稻瘟病抗性和白叶枯病抗性均普遍偏弱。通过分子标记辅助选择,将抗稻瘟病基因Pigm和Pi33、抗白叶枯病基因Xa21和Xa23导入到扬稻6号,借助重测序技术最大限度地消除每个抗性基因的连锁阻力,构建了高背景回复率近等基因系NIL^Pigm、NIL^Pi33、NIL^Xa21和NIL^Xa23,表现为稻瘟病或白叶枯病抗性的明显改良。在此基础上,进一步通过基因聚合创制了性状优良、包含所有4个抗性基因的优良株系R156,可作为水稻分子育种的核心种质。