水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、定位、克隆与育种应用

水稻白叶枯病是由黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae Xoo)引起的细菌性病害,发掘、鉴定和利用新抗源是控制水稻白叶枯病的有效途径.白叶枯抗性基因定位和克隆,使分子标记辅助选择和转基因技术在白叶枯抗病育种中发挥了重大作用,也使人们在分子水平对白叶枯病抗性机制有了深刻认识.文章综述了白叶枯病抗性基因定位,克隆以及在育种方面的应用,并对如何利用抗病育种减轻白叶枯病的危害提出了几点建议.     

抗白叶枯病强毒菌系V型菌水稻新品种白丝占的选育及应用

白丝占是利用含有抗白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌隐性基因xa5兼抗稻瘟病的品种白香占做父本,与我省优质丰产地方品系番丰丝苗做母本杂交配组,选育而成的感温型常规稻品种。该品种抗白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌兼抗稻瘟病,晚造全生育期、产量与区试对照品种粤晶丝苗2号相当,米质达到省标优质3级,耐寒性中。适宜我省粤北以外稻作区早、晚造种植。特别适合我省珠江口以西,水稻白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌主要发病稻作区江门、阳江、茂名和湛江雷州半岛沿海水稻白叶枯病Ⅴ型菌发病地区种植。     

抗白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌水稻新品种白丝占的选育及应用

白丝占是利用含有抗白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌隐性基因xa5兼抗稻瘟病的品种白香占作父本,与广东省优质丰产地方品系番丰丝苗作母本杂交配组,选育而成的感温型常规稻品种。该品种抗白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌兼抗稻瘟病,晚造全生育期、产量与区域试验对照品种粤晶丝苗2号相当,米质达到省标优质3级,耐寒性中。适宜广东省粤北以外稻作区早、晚造种植,特别适合珠江口以西,水稻白叶枯病强毒菌系Ⅴ型菌主要发病稻作区江门、阳江、茂名和湛江雷州半岛及广西沿海水稻白叶枯病Ⅴ型菌发病地区种植。     

华中农大水稻团队解码抗白叶枯病主效基因

<正>白叶枯病是水稻生产中最常见的细菌性病害。利用主效抗病基因改良水稻品种一直是水稻生产中最重要的抗病策略。但是因为病原菌的变异,有些主效抗病基因的抗性容易丧失,利用具有持久抗性的抗病基因改良农作物一直是育种家的育种目标之一。在已经被利用的主效抗白叶枯病基因中,Xa4基因是应用范围最广、时间最长的一个。     

水稻白叶枯病感病相关基因Xig1的分子鉴定及抗病资源创制

水稻白叶枯病相关基因Xig1在感病亲本IR24中受白叶枯病菌的诱导表达。本研究通过克隆与比较Xig1的序列后发现,抗病野生稻导入系W6023与感病亲本IR24中Xig1等位基因的差异主要集中在启动子区。水稻原生质体观察XIG1在细胞中的定位,显示XIG1定位于细胞质中。利用CRISPR/Cas9系统对感病籼稻品种IR24的Xig1靶点进行基因组编辑,获得并评价了多个Xig1定点突变株系对白叶枯菌的抗性。与野生型相比, 8个IR24的Xig1基因定点突变株系对水稻白叶枯病的抗性得到明显提高,而农艺性状无显著差异。Xig1是新发现的水稻白叶枯病感病基因,该基因在水稻白叶枯病感病性中贡献的研究,不仅为创制新的抗病资源提供理论指导,还将丰富和加深我们对植物先天免疫系统的认知。     

优质水稻新品种粤银软占的选育与高产栽培技术

粤银软占是广东省农业科学院水稻研究所利用水稻高收获指数育种理论体系,以粤丰丝苗为母本、黄软占/粤银丝苗为父本育成的国标优质高产抗病水稻新品种,2017年通过广东省农作物品种审定委员会审定。该品种丰产性状突出,在参加广东省区试时,2年平均产量达467.86 kg·667 m^-2,比该组对照种粤晶丝苗2号平均增产7.5%,增产达显著和极显著水平;米质优,为国标和省标优质2级;抗稻瘟病,分蘖力较强,抗倒性中强。2017年通过广东省农作物品种审定委员会审定,已推荐参加国家水稻区域试验,预期在广东及华南稻区有广阔的推广应用前景。     

水稻协优9308重组自交系群体白叶枯病抗性的全基因组关联分析

白叶枯病是水稻生产最严重的细菌性病害,挖掘新的白叶枯病抗性基因资源并培育抗病品种是控制该病害的重要方法。本研究利用父母本抗性差异较大的协优9308衍生的139个重组自交系群体作为遗传材料,人工接种不同白叶枯菌后的病斑长度作为连续型表型,结合经DNA深度测序获得的476,505个单核苷酸多态性(single-nucleotide polymorphism,SNP)标记进行全基因组关联分析(genome-wide associated study,GWAS)。结果表明在P<1×10^–4下, 4个菌株处理后共鉴定到109个与白叶枯抗性显著关联的SNPs位点,解释表型变异率59.78%～63.29%。其中CR4接种发现了25个SNP位点其贡献率为61.00%,在这些SNP位点附近共筛选到19个基因,其中有2个为NBS-LRR抗病相关基因(LOC_Os11g43420和LOC_Os11g45930)。表达分析验证发现该2个基因在抗性亲本中恢9308的表达量分别为感病母本协青早B的4.42倍和8.86倍,表明其可能在正调控白叶枯病...     

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。     

籼稻品种9311抗白叶枯基因鉴定和定位

稻白叶枯病(bacterial blight,BB)是威胁中国水稻生产的最主要病害之一。本研究在田间观察材料时发现普通野生稻染色体片段代换系CSSL45高感白叶枯病,于是利用6个不同的白叶枯菌株对CSSL45及其受体亲本9311进行抗性鉴定,结果表明它们之间对不同菌株表现出明显的抗感病差异。随后利用GX0312菌株对9311/CSSL45的194个F2分离单株进行接种鉴定,遗传分析表明:籼稻品种9311的抗性由一个显性的抗白叶枯基因控制。最后进一步利用分子标记对472株感白叶枯病的单株进行重组单株检测,最终将Xa41(t)定位在水稻第11号染色体的SSR标记RM27320和RM27335之间,物理距离约为220 kb。本研究定位的Xa41(t)可能与此前报道的4个抗性基因Xa3/Xa26、Xa4和Xa40是互为等位基因。因此,合理利用Xa41(t)基因与其他不同抗性基因进行聚合,对广西水稻白叶枯病抗性育种具有重要的意义。     

水稻抗病相关基因的研究进展

水稻是世界上重要的粮食作物之一。目前水稻的病害愈加严重,而目前水稻抗性品种不多。本综述回顾了多种水稻抗病基因的研究进展,以期为实现水稻抗病的分子育种提供参考。主要涉及水稻病毒病,如黄斑驳病毒病、东格鲁病毒病、矮缩病毒病的抗性,细菌性病害,白叶枯病、条斑病、立枯病的抗性,真菌性病害,如稻瘟病、纹枯病抗性,及稻胡麻叶枯病抗性。     

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。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因的克隆及遗传转化

为了构建水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因的植物表达载体并对其进行遗传转化,以水稻白叶枯病抗性品种‘扎昌龙’(ZCL)的基因组DNA为模板,通过长片段PCR扩增得到水稻白叶枯病抗性基因Xa31(t)候选基因Xa31(t)-1和Xa31(t)-2的序列,采用酶切、连接的方法先将目的基因克隆至T载体,筛选正确的质粒后,再克隆至pCMABIA1300表达载体。以农杆菌介导法将构建好的重组质粒转入‘日本晴’和‘台北309’的愈伤后诱导成苗,获得了大量转基因植株,这些工作为克隆白叶枯病抗性基因并研究其功能奠定了基础。     

水稻白叶枯病抗性基因Xa7和Xa23资源的分子标记分析

水稻的白叶枯病抗性基因资源分析是抗病育种的重要工作。本研究利用与广谱持久抗性基因Xa7和Xa23紧密连锁的分子标记对水稻种质资源进行分析,并接种白叶枯病Ⅳ型菌进行田间抗性分析。结果显示,有32份资源携带Xa23,仅有2份资源携带Xa7,其中来自广东省内的资源分别为28份和1份;抗性达到中抗及以上的资源有47份。本研究为水稻抗白叶枯病基因资源的利用提供了依据。     

水稻抗白叶枯病基因Xa7荧光分子标记开发与育种应用

本研究利用含有抗白叶枯病基因Xa7的水稻品种‘IRBB7’与9个感病水稻品种进行序列比对,在Xa7基因位点附近寻找碱基差异,结合PARMS (Penta-primer amplification refractory mutation system)技术,开发了与Xa7基因紧密连锁的荧光分子标记PM-Xa7,并利用该标记对72份水稻种子资源中的Xa7基因进行鉴定和对杂交水稻育种亲本‘美B’的白叶枯病抗性进行改良。结果显示,从72份水稻种质资源中鉴定出了两份含有抗病Xa7基因的水稻种质;利用标记PM-Xa7将‘IRBB7’中的抗病Xa7基因导入到‘美B’中,成功选育出了稳定的抗白叶枯病新保持系材料;在对‘IRBB7’与‘美B’的382份BC2F2代单株进行选择时,发现289株检测到抗白叶枯病荧光信号,93株检测到感白叶枯病荧光信号,与病原菌Xoo接种的实验结果完全一致。以上结果表明标记PM-Xa7可有效地运用于Xa7基因的抗白叶枯病分子标记辅助育种工作中。     

水稻抗病基因聚合育种研究进展

近年来随着越来越多的水稻新基因被发现、定位与克隆以及现代分子生物技术的不断发展,水稻分子育种工作也取得了很大的进展。笔者主要就水稻稻瘟病、白叶枯病、纹枯病和条纹叶枯病的抗性基因聚合育种的研究情况进行综述,并对一些使用转基因手段进行多基因抗病育种进行了总结。     

海南普通野生稻对水稻白叶枯病的抗性鉴定

白叶枯病严重危害水稻的生产,防治白叶枯病的工作刻不容缓。目前最有效的防治措施是培育具有抗性的水稻新品种。但是来源于栽培稻的抗病基因抗谱窄、数量有限,因此从野生稻中发掘抗白叶枯病基因,对培育具有广谱抗性的水稻新品种具有重要意义。本研究通过接种4个菲律宾白叶枯病菌小种对海南普通野生稻进行抗性鉴定,同时利用目前克隆的已知抗性基因设计分子标记进行PCR分析,检测了其中的抗白叶枯病基因。结果表明,来自海南不同地区的15个普通野生稻居群均表现出对白叶枯病菲律宾小种一定的抗性。功能标记检测结果发现,15个居群的普通野生稻中含有Xa1或其同源基因,但均不含有xa5、xa13抗病基因;7个居群能够扩增出Xa21抗病基因条带;Xa27抗病基因条带能够在另外7个居群中被扩增出。研究结果为发掘具有抗白叶枯病特性的海南普通野生稻材料提供了新的理论参考依据。     

创建苗期和成株期广谱高抗白叶枯病的水稻种质资源(英文)

由白叶枯病菌引起的白叶枯病是一种世界范围的严重水稻病害。水稻抗病主效基因Xa3/Xa26是一个对白叶枯病具有剂量效应的抗性基因,即它对白叶枯病的抗性随着该基因的表达量的升高而增强。我们通过农杆菌介导的遗传转化方法,利用玉米泛素基因的启动子(PUbi)在水稻中组成型表达Xa3/Xa26基因。用于遗传转化的构件除了携带Xa3/Xa26基因外,还携带抗除草剂的草丁膦乙酰转移酶基因Bar作为遗传转化的筛选标记。我们获得的携带单拷贝PUbi:Xa3/Xa26的两个转基因家系无论在成株期还是在苗期对白叶枯病都具有高水平的广谱抗性,且转基因家系的主要农艺性状与对照相比无显著差别。因为转基因家系中Xa3/Xa26基因与Bar基因紧密连锁,这两个家系可以作为育种的种质资源用于培育既抗白叶枯病又抗除草剂的水稻品种。     

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     

浙江省晚粳稻主栽品种白叶枯病抗性鉴定及抗病基因检测

对包括浙江省主栽品种在内的75份粳稻材料接种白叶枯病菌‘浙173’,在接种后不同时间观察发病情况,同时利用11个白叶枯病抗病基因连锁或功能性分子标记对接种后表现为抗病的材料进行基因型检测。结果表明：常规粳稻材料中‘ZH18-117’、‘春江糯6号’、和‘秀水63’等3个品种抗病性最佳,13份杂交粳稻仅‘嘉优中科2号’表现为抗病。被列入浙江省主导品种的常规粳稻‘浙粳99’、‘嘉67’、‘中嘉8号’表现为抗病,杂交粳稻仅‘甬优538’表现为中抗。不同品种动态发病研究显示：随着抗性的提高,水稻在后期抑制病斑的扩散能力也增强。白叶枯病抗性基因标记检测结果显示：‘嘉优中科2号’、‘浙粳60’和‘浙粳99’检测到与Xa1基因阳性对照‘三黄占2号’一致的条带;‘秀水09’、‘秀水63’、‘嘉花1号’、‘春江16A’等4个品种能扩增出Xa4基因抗性条带;其余抗病品种未检测到抗病基因。     

不同杂交组合白叶枯病抗性鉴定及遗传多样性分析

为提高抗白叶枯病新品种选育效率,减少育种的盲目性,本实验以87份杂交水稻品种为研究对象进行水稻白叶枯病鉴定,同时在基于SSR分子标记技术上进行遗传多样性分析。通过白叶枯病表型聚类和SSR分子标记聚类相结合方式进行分析,选择在抗白叶枯病方面具有优势的亲本。研究结果表明：在以优良不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和优良恢复系R301、N111S为亲本的杂交水稻的白叶枯病的等级较低。在遗传多样性分析方面,筛选出36对具有多态性位点的SSR引物,分子量范围为90～200 bp;共扩增出118个等位基因,87份杂交稻品种在不同位点等位基因数目平均为3.3个,范围为2～6个,平均Nei’s基因多样性指数为0.452,变幅为0.096 (SSR03)～0.764 (SSR19)。亲本不育系望S、粤禾丝苗、Y58S和恢复系R301、N111S在选育抗白叶枯新品种时具有一定育种价值,可以为育种家选育抗白叶枯病新品种提供参考。