水稻抗白叶枯病基因xa5的原核表达及蛋白纯化

水稻是重要的粮食作物,其产量高低与病虫害等因素密切相关,由黄单胞杆菌引起的水稻白叶枯病是导致水稻产量减少的主要病害之一。控制白叶枯病最安全、经济有效的方法是培育抗病品种,隐性抗病基因xa5是重要的水稻白叶枯病抗性基因。通过构建显性及隐性xa5基因的原核表达载体(PGEX-4T-1-Xa5和PGEX-4T-1-xa5),转化大肠杆菌BL21,经0.2 mmol/L IPTG 28℃ 诱导4 h,表达显性Xa5和隐性xa5蛋白;结合western-blotting分析,结果表明表达的蛋白是带有GST标签的融合蛋白,最后利用谷胱甘肽亲和层析柱将蛋白纯化,为后期研究xa5基因的功能提供基础。     

CecropinB与Xa21基因共表达提高转基因水稻白叶枯病抗性

为了探明CecropinB与Xa21这两种不同抗病途径的基因单独或共表达后的田间抗白叶枯病表现,利用农杆菌转化技术,获得了这两个基因的单独和共表达后的植株。利用PCR等分子鉴定技术,证明这两个基因已经整合到水稻基因组中。抗病性检测结果表明,Xa21和CecropinB均能提高水稻对白叶枯病的抗性,且Xa21的抗病性较CecropinB明显。Xa21和CecropinB基因共表达后的植株的抗病性比单基因的更强,说明将不同抗性机制的基因共表达,可以在育种上利用以提高水稻的白叶枯病抗性。     

利用功能标记鉴定普通野生稻中的白叶枯病抗性基因

 以9个菲律宾白叶枯病菌小种对供试的9份普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）及1份高感白叶枯病材料IR24进行抗性鉴定,发现IR24对所有的菌株都表现为高感, 6份野生稻材料对9个菌株表现全抗,占参试野生稻总数的67%。取自广西玉林的1份材料只感PXO280(P8),海南万宁的1份材料感PXO71(P4),广州高州的1份材料对PXO79、PXO99和PXO339感病,而这几份材料对其余菌株都表现为抗病,说明每份材料至少含有1个抗性基因。利用已克隆的白叶枯病抗性基因xa5、xa13、Xa21和Xa27的功能标记检测,结果表明9份供试普通野生稻中都不含抗性基因xa5、Xa21;5份为显性Xa13纯合体,4份为隐性抗病xa13杂合体;5份为抗病显性Xa27纯合体,3份为隐性xa27纯合体,1份材料中xa27和Xa27都不存在。     

Application of Functional Markers to Identify Genes for Bacterial Blight Resistance in Oryza rufipogon

Field resistances of nine accessions of common wild rice (Oryza rufipogon Griff.) and one rice variety (IR24) were evaluated by using nine strains of bacterial blight pathogen (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) from the Philippines. IR24 was highly susceptible to all the strains, and six common wild rice accessions resisted all the nine strains, with a resistance frequency of 67%. The accessions Yulin and Wanning were only susceptible to PXO280 and PXO71, respectively. The accession Gaozhou was susceptible to the three strains PXO79, PXO99 and PXO339, whereas resistant to the other six strains. It could be concluded that there is at least one resistance gene in each common wild rice accession. The functional markers of the genes xa5, xa13, Xa21 and Xa27 were used to detect the presence of these resistance genes in the nine tested wild rice accessions, and it was found that four wild rice accessions contained heterozygous xa13. Among the nine common wild rice accessions, five were homozygous for Xa27 and three homozygous for xa27, and the accession Laibin contained neither xa27 nor Xa27. In addition, there were no xa5 and Xa21 in all of these accessions.     

转基因杂交稻组合汕优63和汕优559对白叶枯病的抗性

 采用包括与Xa21相匹配的鉴别菌系在内的12个国际鉴别小种和中国7个病原型，接种由明恢63、盐恢559的Xa21转基因单拷贝抗性纯合系与珍汕97A杂交获得的转基因杂交稻汕优63 (汕优63-Xa21 73个 F1群体和转基因杂交稻汕优559（汕优559-Xa21 13个F1群体，测定转基因杂交稻对白叶枯病的抗性。结果表明这2个转基因杂交稻组合具有优良的广谱抗性， 抗谱与Xa21基因供体IRBB21相同，非转基因杂交稻表现感病。     

转中国对虾抗菌肽基因水稻抗白叶枯病效应初析

抗菌肽是一类具有抗菌活性的多肽类物质。利用农杆菌介导法将中国对虾抗菌肽基因np3和np5分别导入粳稻品种爱知旭中,PCR检测显示,T0代转np3基因和np5基因水稻植株的阳性率分别为36%和45%。RT-PCR检测T1代转基因水稻,结果表明抗菌肽基因在RNA水平上得到表达,而抗菌肽的表达对农艺性状未产生显著影响。用白叶枯病菌小种CR4分别对4个T1代转np3基因和np5基因株系进行接种,所有转基因株系均表现出比对照更高水平的抗性。为了验证抗菌肽基因的广谱抗性,进一步检测了np5转基因株系对3个菌株JS97-2、ZHE173和OS-225的抗性,发现中国对虾抗菌肽基因np5对白叶枯病菌可能具有较广谱的抗性。     

转Xa21基因不育系皖21A的白叶枯病抗性与利用

利用基因枪转化法将Xa21基因导入80-4B（BT型不育系80-4A的保持系）,选育出纯合稳定的株系皖21B。以80-4A与皖21B连续回交转育,育成了高抗白叶枯病的不育系皖21A,对皖21A和皖21B的不同世代材料进行PCR分析和田间白叶枯病菌抗性试验,表明Xa21基因稳定遗传且抗性稳定。皖21A与恢复系R18、HP121、U160配制杂交组合具有良好的抗病性和产量潜力。     

103个杂交稻亲本白叶枯病和稻瘟病抗性基因型检测

白叶枯病和稻瘟病是我国水稻生产的主要病害,选育抗病品种是一种经济有效的防治手段。明确抗性基因在水稻品种资源中的分布,将有助于应用分子标记辅助选择培育抗性品种。本研究针对13个重要抗病基因,包括8个白叶枯病抗性基因(Xa1、Xa4、xa5、Xa7、xa13、Xa21、Xa23和Xa26)和5个稻瘟病抗性基因(Pib、Pi2、Pi9、Pi25和Pita),应用这些基因的基因标记或连锁标记共29个,检测103份杂交稻亲本,初步确定了其等位基因分布和利用情况,为水稻基础材料的筛选及应用提供参考。     

基因水稻培矮64S回交后代白叶枯病抗性与育性研究

对筛选到的转[WTBX][STBX]Xa21[WTBZ][STBZ]基因培矮64S后代纯合株系抗性与育性的研究表明,在第5代杂种中,该外源基因仍能稳定遗传表达;以其作父本、培矮64S为母本所配制的F1植株, Xa21基因PCR检测均呈阳性,且绝大多数表现抗白叶枯病,说明该外源基因能够通过常规杂交方式转移利用。这些杂交组合F2群体中抗病与感病株出现3∶1分离,表明转Xa21基因在杂交后代的传递属单基因显性遗传。长日高温下,（培矮64S/转Xa21基因培矮64S）F1雄性完全可育,F2群体可育与不育株出现27∶1分离。     

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^*）。     

多年生稻白叶枯病抗性评价

利用长雄野生稻地下茎无性繁殖特性培育多年生稻已经成功,并在生产上进行了示范推广。为明确多年生稻品种（系）对白叶枯病的抗性表现,通过田间病情调查、抗性水平鉴定和水稻白叶枯病抗性基因检测3种方法,对多年生稻品种（系）多年生稻23（简称PR23,下同）、云大24（PR24）、云大25（PR25）、云大101（PR101）、云大107（PR107）及其父本长雄野生稻、母本RD23和F₁（RD23/长雄野生稻）的白叶枯病抗性进行评价。结果表明,长雄野生稻高抗白叶枯病;尽管PR23、PR24、PR25、PR107携带白叶枯病抗性基因Xa1、Xa4、Xa23、xa25的等位基因,但在田间自然发病条件下均易感白叶枯病,说明这几个抗性基因对这4个多年生稻品种（系）不起抗病作用;而PR101在田间自然发病条件下表现为抗白叶枯病,并含有白叶枯病抗性等位基因xa25、Xa27,说明这2个基因可能是PR101抗白叶枯病的基因。本研究结果为明确多年生稻对白叶枯病菌的抗病反应,以及抗白叶枯病育种和多年生稻生产布局提供了一定依据。     

Marker-Assisted Selection of Xa21 Conferring Resistance to Bacterial Leaf Blight in indica Rice Cultivar LT2

Bacterial leaf blight of rice (BLB), caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae, is one of the most destructive diseases in Asian rice fields. A high-quality rice variety, LT2, was used as the recipient parent. IRBB21, which carries the Xa21 gene, was used as the donor parent. The resistance gene Xa21 was introduced into LT2 by marker-assisted backcrossing. Three Xoo races were used to inoculate the improved lines following the clipping method. Eleven BC₃F₃ lines carrying Xa21 were obtained based on molecular markers and agronomic performance. The 11 lines were then inoculated with the three Xoo races. All the 11 improved lines showed better resistance to BLB than the recipient parent LT2. Based on the level of resistance to BLB and their agronomic performance, five lines (BC₃F₃ 5.1.5.1, BC₃F₃ 5.1.5.12, BC₃F₃ 8.5.6.44, BC₃F₃ 9.5.4.1 and BC₃F₃ 9.5.4.23) were selected as the most promising for commercial release. These improved lines could contribute to rice production in terms of food security.     

一种简便高效的PCR辅助选择技术在杂交水稻转Xa21基因育种中的应用

介绍了一种在杂交水稻转Xa21基因育种中使用的PCR分子标记辅助选择技术.该技术结合测交和半粒种子法可以快速准确地筛选出转Xa21基因纯合株系和转[ WTBX〗Xa21基因杂交稻,大大提高育种效率,对培育抗白叶枯病杂交稻具有重要的应用价值.     

水稻白叶枯病抗性基因鉴定进展及其利用

 1982~1987年，日本热带农业研究中心（TARC）和国际水稻研究所（IRRI）合作采取统一研究方案，创建了国际水稻白叶枯病抗性鉴别系统。统一了命名，删去了重复（包括与Xa3相同的Xa4b、Xa6和xa9）。截至2005年6月，经国际注册确认和期刊报道的水稻白叶枯病抗性基因共30个，其中 Xa22(t)、Xa26(t)、xa26(t)、Xa27(t)、xa28(t)、Xa29(t)和3个Xa25(t)为暂定名基因，有待订正。在30个基因中，21个为显性基因（Xa），9个为隐性基因（xa）；13个表现全生育期抗性，15个为成株期抗性，Xa21和Xa25(t) (O. minuta)两个基因在分蘖后期表达抗性。已被定位的抗性基因有17个，即第11染色体上有7个，Xa3、Xa4、Xa10、Xa21、Xa22(t)、Xa23和Xa26；第4染色体上有4个，Xa1、Xa2、Xa12和Xa14;第5染色体上有2个，xa5和xa13；第6染色体上有Xa7和Xa27；第12染色上有Xa25(t)；第1染色体上有Xa29（t）。包括Xa1、xa5、Xa21、Xa26五个基因已被克隆。并讨论了合理利用抗性基因等问题。     

含白叶枯病抗性基因Xa23水稻恢复系的分子标记辅助选育

 通过常规杂交育种技术和分子标记辅助选择技术,对携有白叶枯病抗性基因Xa23的亲本材料CBB23进行回交转育和农艺性状改良。通过分子标记辅助选择检测目的基因,快速获得了12份具有Xa23基因的恢复系稳定材料。采用白叶枯病菌株的专化强毒菌系P6对该12份材料进行室内接种鉴定,筛选出1份高抗白叶枯病的抗性新恢复系材料。应用3个不同的不育系对该恢复系进行测交,结果表明该恢复系具有良好的恢复性及产量潜力。     

通过分子标记辅助选择技术选育携有水稻白叶枯病抗性基因Xa23的水稻株系

 通过杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料18113携有的水稻白叶枯病抗病基因Xa23导入亚种间恢复系H705和优质恢复系H706。利用EST标记C189检测目的基因,在18113/H705 F3和18113/H706 F3株系中,分别获得71和52份携有Xa23纯合基因型恢复系。采用水稻白叶枯病Ⅳ型小种代表菌株浙173进行剪叶接种,分别鉴定出61和44份抗病株系,它们的分子标记辅助选择准确率分别为85.92%和84.61%。研究结果表明,C189是检测Xa23基因的有效分子标记之一,不过,其假阳性的几率高于理论交换率的现象还有待于进一步研究。     

水稻抗白叶枯病基因定位、克隆及利用研究进展

白叶枯病是水稻生产上主要的细菌性病害之一,严重影响水稻的产量和品质。传统的化学防治和生物防治法收效甚微,利用抗病基因培育抗病品种是最经济、有效和环保的途径。截至目前,从栽培稻和野生稻中鉴定的抗白叶枯病基因有40个,其中32个已被定位,9个已被分离克隆。本文对这些抗白叶枯病基因的定位、克隆、基因特征和作用方式进行了介绍,重点对这些基因在生产上的应用进行了综述,并对水稻白叶枯病抗病育种做出了展望。     

水稻抗白叶枯病基因Xa3/Xa26家族成员的表达模式分析

 水稻抗白叶枯病基因Xa3/Xa26是一个多基因家族的成员。为了检测该基因家族中是否可能存在其他抗病基因和这些成员可能发挥功能的部位,系统研究了Xa3/Xa26基因家族成员的表达模式。将籼稻品种明恢63、特青、93 11和粳稻品种日本晴中Xa3/Xa26基因家族的13个成员（MRKa、Xa3/Xa26、MRKc、TRKa、TRKb、TRKc、9RKa、9RKb、9RKe、NRKa2、NRKe、NRKf1和NRKf3）的启动子与编码绿色荧光蛋白（GFP）的报告基因进行融合表达,通过农杆菌介导的遗传转化方法将不同启动子调控的报告基因分别导入水稻。通过检测GFP表达,分析这些家族成员的组织特异性表达模式,发现Xa3/Xa26基因家族成员的表达模式基本一致,主要集中在水稻各组织的维管束细胞及其周围细胞中。Xa3/Xa26基因家族的表达模式与抗维管束病原菌（如白叶枯病菌）基因的功能非常吻合。这种表达模式为寄主进化过程中,从该家族不断产生新的抗病基因提供了重要信息。     

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。     

水稻品种五丰占2号的白叶枯病抗性遗传分析

研究了五丰占2号的白叶枯病抗性遗传及在回交世代中的抗性表现。结果表明,用白叶枯病菌株浙173（Ⅳ型）接种,五丰占2号表现中抗,IRBB5表现抗;五丰占2号的白叶枯病抗性受微效多基因控制,基因效应分析表明,该性状符合加性-显性模型,以加性效应为主;隐性主效基因xa5控制的IRBB5对白叶枯病菌株浙173的遗传符合隐性主基因的分离比。对白叶枯病菌株浙173的抗性反应与xa5基因的PCR检测结果一致。在五丰占2号2/IRBB5 B1F1群体中,基因型Xa5Xa5与Xa5xa5的分离比为1∶1;在五丰占2号2/蜀恢162 B1F1群体中,白叶枯病抗性达到五丰占2号水平的植株数占群体总数的68.3%。如果要将IRBB5中的xa5基因与五丰占2号的微效基因聚合,用五丰占2号回交1次是必要的。