水稻稻瘟病抗病性育种研究进展

如何提高水稻稻瘟病抗性和延长抗病周期一直是育种家研究的热点,基于分子标记辅助选择育种基础上的多个抗病基因聚合育种是解决这一问题最有效的途径。文章就稻瘟病的抗病种质资源的挖掘、稻瘟病抗性基因的定位与克隆以及分子标记辅助选择在抗性育种中的应用等方面进行综述,同时结合育种工作的实际情况,对稻瘟病抗性育种研究进展进行展望。     

小麦条锈病抗性基因研究进展及在育种中的应用

概述了近年来已命名和暂命名的小麦条锈病抗性基因的来源、染色体定位、分子标记研究及基因克隆状况,回顾了我国抗性品种与生理小种对抗的演变,并从抗条锈病基因抗性表达的发育期、遗传方式、抗性状况、在生产中出现的频率及遗传研究方法几个方面对小麦抗条锈病基因加以评价,为小麦抗条锈基因的利用和研究提供参考.同时浅析了分子标记在小麦抗条锈基因聚合育种中的应用     

稻瘟病抗性基因Pita特异性分子标记的开发及应用

Pita是一个具有广谱抗性的稻瘟病抗性基因,已经被引入到各稻区的抗性育种工作中。在基于分子标记辅助选择的水稻抗性育种工作中,为了提高对Pita的筛选效率,本研究以导致Pita第918个氨基酸发生变异的单碱基差异为靶标,开发得到Pita基因特异性分子标记,Pita918。研究结果表明,Pita基因特异性分子标记能准确地将Pita与各抗性基因及感病等位基因区分开,这将为育种家提供了直接而高效的Pita筛选标记。同时,本研究还利用该标记对收集自华南及西南稻区的13个水稻地方抗性品进行基因检测,结果显示这13个品种均不携带有抗性基因Pita,表明Pita基因特异性分子标记在水稻抗性材料的基因型鉴定中具有应用价值,有助于育种家挖掘新的抗性基因材料。     

小麦抗白粉病基因资源研究进展及江苏淮北地区育种利用策略

白粉病是小麦的主要病害之一,由于发病范围广、强度大等特点,对我国小麦安全生产构成了严重威胁.小麦白粉菌为专性寄生真菌,生理小种变异速率较快,单一抗性基因面临丧失抗性的风险,分子标记辅助聚合育种将多个抗性基因聚合在一起,增加小麦整体抗性.该文综述了小麦白粉病研究概况、致病机理、基因来源和定位克隆,以及江苏淮北麦区育种策略,为抗白粉病小麦品种的选育与应用提供参考.     

小麦抗病相关基因聚合育种的研究进展

育种是通过创造遗传变异、改良遗传特性以培育优良植物新品种的技术,将基因聚合分子育种与常规育种技术相结合已成为今后作物育种家研究的新方向。基因聚合分子育种主要包括2个方面,即遗传转化基因聚合分子育种和分子标记筛选基因聚合分子育种。近年来,随着现代分子育种技术的不断发展、小麦抗病基因的不断发掘,小麦抗病分子育种工作取得了重大进展。就小麦白粉病、锈病、赤霉病的抗性基因聚合育种的研究情况进行了综述,并对目前小麦抗病育种的前景进行了展望。     

分子标记辅助选择聚合水稻抗虫 抗病基因育种研究进展

褐飞虱、白叶枯病和稻瘟病是水稻生产中的主要病虫害,一旦发生会造成水稻大幅度减产。分子标记辅助选择相对于传统育种,可大大缩短育种年限,提高育种效率。将多个抗性基因聚合到同一材料中,可提高水稻对病虫害的综合抗性。总结了水稻主要抗病虫基因的研究和利用现状,综述了分子标记辅助选择在水稻抗病虫育种方面的应用、研究进展及目前所面临的困难。     

小麦赤霉病抗性分子标记的筛选及其利用

以4个来源不同的小麦赤霉病抗源为材料,筛选与赤霉病紧密连锁的抗性标记,并进行赤霉病抗性数量性状原点(QTL)定位.结果表明:4个来源不同的抗赤霉病品种所携带的主效抗性QTL均在染色体3BS上,尽管它们的抗性效应不相等,但位置相同,均在Xgum533与Xgum493之间.在此基础上,将筛选到的SSR抗性标记在抗感程度不同的品种和高代品系中进一步验证,寻找有效的赤霉病抗性连锁标记.结果表明,选用Xgum533、Xgwm493或Xbarcl33赤霉病抗性紧密连锁标记,在多基因聚合育种群体和回交育种群体中,单标记选择效率可达70%左右.由此可见,在传统育种基础上,运用分子标记辅助选择,进行小麦赤霉病抗性改良,可提高赤霉病抗性选育效果.     

高效聚合抗赤霉病基因育种技术体系的研制

为提高西南麦区小麦抗赤霉病育种效率,保障小麦生产安全,四川省农业科学院作物研究所通过使用改良农艺性状后的抗赤霉病种质与西南麦区主栽品种杂交或复交,在低世代分离群体进行抗赤霉病性弥雾接种鉴定,高世代群体采用单花滴注法接种鉴定,并利用抗赤霉病基因标记进行分子标记辅助育种,形成了“高效聚合抗赤霉病基因育种技术体系”。该技术体系规范了育种过程中赤霉病抗性鉴定及分子标记检测的世代和方法,可望准确、高效选育出适应西南麦区地理环境且聚合已知抗赤霉病基因的小麦新品种。     

分子标记辅助甜瓜抗蔓枯病基因聚合及‘白皮脆’品种改良

[目的]为甜瓜抗蔓枯病聚合育种探索一种简单、快捷的选择方法,同时获得品质优良且高抗甜瓜蔓枯病的改良‘白皮脆’品种(系)。[方法]利用单一抗源PI140471(含抗病基因Gsb-1)与PI420145(含抗病基因Gsb-6)杂交,结合苗期蔓枯病菌A和A1梯度接种(5×105m L-1、5×107m L-1和5×109m L-1)鉴定与SSR标记CMCT505及SCAR标记SGSB1800筛选,获得聚合2个抗蔓枯病基因Gsb-1和Gsb-6的聚合抗源471-145。以聚合抗源471-145为父本,品质优异的感病品种‘白皮脆’为母本进行杂交获得F1,选取含有聚合抗源且表现高抗的F1单株,再以‘白皮脆’为轮回亲本进行品种改良。[结果]SSR标记CMCT505可以在‘白皮脆’和PI140471上分别扩增出219和190 bp的特异性片段,SCAR标记SGSB1800可以在PI420145上扩增出1 800 bp的特异性片段,而聚合单株可以同时扩增出190和1 800 bp两条特异性片段。BC3F3群体筛选结果显示一些单株已经成功聚合了Gsb-1和Gsb-6两个抗病基因。单基因抗源PI140471和PI420145对不同菌株表现出选择性抗性且抗性水平低于聚合基因抗源。田间抗性观察显示,含有2个抗性基因的植株表现为高抗甜瓜蔓枯病,与分子标记检测结果一致。本课题组创建的分子标记CMCT505和SGSB1800对抗病基因Gsb-1和Gsb-6的选择具有较高的准确性,可以很好地应用于分子标记辅助选择甜瓜抗蔓枯病聚合育种。另外,抗性观察与果实品质测定表明改良‘白皮脆’品种(品系)高抗甜瓜蔓枯病且商品性优良。[结论]本研究初步建立了甜瓜抗蔓枯病聚合育种的分子标记辅助选择体系,为甜瓜抗蔓枯病聚合育种探索了一种简单、快捷的选择方法,同时也为甜瓜优质、抗病和高产育种提供新的遗传资源。     

分子标记辅助选择技术在水稻抗稻瘟病育种中的应用

介绍了分子标记辅助选择技术的原理及其在水稻抗稻瘟病育种上的应用现状,主要从单个基因的转移、多个抗病基因的聚合两个方面对分子标记辅助选择技术在水稻抗稻瘟病育种中的应用进行了综述。     

分子标记辅助选择改良圣稻13和圣稻14的条纹叶枯病抗性

【目的】利用分子标记辅助选择改良圣稻13、圣稻14的条纹叶枯病抗性,培育抗条纹叶枯病的粳稻新品种及新种质。【方法】以感病品种圣稻13、圣稻14为受体,以抗病品种镇稻88及高代抗病品系圣稻519为抗条纹叶枯病基因供体,采用自交改良和回交改良2种方法,利用与Stv-bi紧密连锁的分子标记H11-8、H11-12和H21进行辅助选择,结合条纹叶枯病田间抗性鉴定及农艺性状分析,将Stv-bi(或其等位基因)转移到圣稻13、圣稻14品种中,培育抗条纹叶枯病品种。【结果】通过2个自交混选群体的分子标记辅助选择获得多份稳定抗条纹叶枯病材料;通过回交改良,获得携带Stv-bi的圣稻13回交稳定品系E01、E13、R107等6个。【结论】利用分子标记辅助选择可显著提高选择效率和准确性,建立了抗条纹叶枯病分子标记辅助育种体系,为今后开展抗性育种提供了理论依据和材料基础。     

辣椒抗病分子育种研究进展

辣椒起源于南美洲,16 世纪传入中国。辣椒的营养价值高,在保健、美容、食品、医药、制暴等行业均有重要作用,已成为我国最重要的蔬菜作物之一,栽培面积逐渐增加、目前位居我国蔬菜作物之首。辣椒栽培过程中会遭受各种病害的侵袭,给生产造成重大损失。通过化学防治方法、农业防治措施等可以在一定程度上减轻病虫为害,但选用抗病品种是防治病害最经济有效的措施。随着分子生物学的发展,抗病分子育种与常规育种方法相结合是将来取得突破的发展方向。近年来,辣椒抗病分子育种机理取得了重要成果,尤其是抗病分子机理取得一系列成果。 分子育种主要包括两部分：一是分子标记辅助育种,首先必须找到分子标记,分子标记分为基因标记、构建分离群体进行连锁分析获得的标记以及通过大量材料测序进行关联分析获得的标记;二是基因工程育种,前提是分离获得抗病基因,然后将抗病基因导入到经济性状优良的育种材料中,或者通过基因编辑技术或基因沉默技术使负向调控的基因发生突变,从而提高植株抗病性。该文从辣椒抗病性分子标记及其辅助选择、辣椒抗病分子机理、采用基因工程技术获得抗病辣椒种质（抗病毒病、抗青枯病和抗疫病）等方面进行综合介绍,并对辣椒抗病分子育种的发展趋势和研究重点进行展望。     

Application of Molecular Marker Assisted Selection in Gene Pyramiding and Selection of New Cultivars

The feasibility of molecule markers' application in gene pyramiding has been proved,and obvious progresses in crop breeding have been made till now.Furthermore,different QTLs or molecular markers linked tightly to yield,quality or resistance may be used for marker assisted selection.MAS will be applied widely in crop breeding due to the development of more gene-based markers and efficient quantitative trait locus(QTL) as well as lower cost marking systems.     

Two novel gene-specific markers at the Pik locus facilitate the application of rice blast resistant alleles in breeding

Blast, a disease caused by Magnaporthe oryzae, is a major constraint for rice production worldwide. Introgression of durable blast resistance genes into high-yielding rice cultivars has been considered a priority to control the disease. The blast resistance Pik locus, located on chromosome 11, contains at least six important resistance genes, but these genes have not been widely employed in resistance breeding since existing markers hardly satisfy current breeding needs due to their limited scope of application. In this study, two PCR-based markers, Pikp-Del and Pi1-In, were developed to target the specific In Del(insertion/deletion) of the Pik-p and Pi-1 genes, respectively. The two markers precisely distinguished Pik-p, Pi-1, and the K-type alleles at the Pik locus, which is a necessary element for functional genes from rice varieties. Results also revealed that only several old varieties contain the two genes, of which nearly half carry the K-type alleles. Therefore, these identified varieties can serve as new gene sources for developing blast resistant rice. The two newly developed markers will be highly useful for the use of Pik-p, Pi-1 and other resistance genes at the Pik locus in markerassisted selection(MAS) breeding programs.     

普通野生稻遗传多样性分析

为了扩大水稻杂交育种中亲本的选择、改变目前遗传基础狭窄的状况,试验选用分布于水稻基因组的12条染色体上的30对SSR引物,对国内外的20份普通野生稻进行遗传多样性研究。结果显示,试验选取的30对SSR引物均具有多态性,多态性位点百分率为100%;这些多态性引物在20份材料中共扩增出220条多态性带,平均每对SSR引物可检测到3～11个等位基因,平均每个位点7.3条。Nei遗传距离及系统聚类和带型分析结果表明,在Nei遗传距离为1.3处可将20份材料分为3个类群,即2个国外群体和1个国内群体;同一生态型的稻种基本聚为一类,个别不同生态型的稻种由于品种间的基因交流,具有相对较近的亲缘关系。说明SSR是一种进行遗传多样性研究切实有效的方法;育种亲本的选择不能仅仅依据生态型。     

华南常用籼稻亲本稻瘟病抗性评价及抗性基因鉴定

[目的]评价分析华南地区常用籼稻亲本稻瘟病抗性及抗性基因,为水稻稻瘟病抗性育种提供理论依据.[方法]利用人工接种鉴定对52份华南地区常用籼稻亲本进行稻瘟病抗性分析,同时利用分子标记检测稻株携带的抗性基因,分析亲本材料稻瘟病抗性与其所携带稻瘟病抗性基因间的关系.[结果]从52份适应华南生态条件的籼稻亲本材料中筛选获得4份广谱抗源(2份抗谱为100.0%,2份抗谱为92.9%);常规稻较恢复系和保持系具有更高的稻瘟病抗性.ZA1、ZA9和ZB9生理小种较ZB1和ZB5生理小种表现出更强的致病力,具有较低的抗性频率.Pi-ta和Pi54基因的出现频率最高,均为0.42;其次是Pib基因,出现频率为0.37;Pi-km基因的出现频率较低,仅0.06;所有籼稻亲本材料中均未检测出Pi9基因.携带Pib+Pi54+Pi-km和Pi-ta+Pib+Pi54三基因稻株的抗性高于所有单基因或双基因稻株.[结论]华南常用籼稻亲本材料中存在着优良的稻瘟病广谱抗源,可利用这些抗源拓宽育种材料的遗传背景,培育抗病优良品种.多个抗性基因聚合能有效提高稻株对稻瘟病不同生理小种的抗性,在育种实践中应加强多基因聚合材料的创制和利用研究.     

中国不同地理来源旱稻地方品种的遗传相似性研究

【目的】通过对中国旱稻地方品种的遗传多样性检测,分析不同地理来源旱稻地方品种的遗传相似性和遗传差异,为旱稻地方品种在水稻遗传育种中的有效利用提供理论依据。【方法】利用39对SSR引物对来自中国17个省份或地区的158份旱稻地方品种以及20份巴西旱稻种质进行SSR标记多态性、遗传相似性和聚类分析。【结果】在中国旱稻地方品种中共检测到等位基因308个,每对引物等位基因数变异在2—21个,平均等位基因数为7.8974个,其中RM72、RM241、RM232和RM412的等位基因数较多,分别为21、17、16和15个。Nei’s基因多样性指数变异在0.0435—0.8989,平均基因多样性指数为0.6153,其中RM232、RM72和RM241的基因多样性指数较高,分别为0.8989、0.8914和0.8883。籼型旱稻地方品种的平均等位基因数和平均基因多样性指数分别为6.4359和0.6227,而粳型旱稻地方品种分别为6.9744和0.5087。籼型旱稻地方品种各省份或地区间遗传一致性变异在0.4007—0.8959,平均为0.7168,而粳型旱稻地方品种各省份或地区间遗传一致性变异在0.5803—0.9581,平均为0.7643。【结论】籼型旱稻地方品种的基因多样性显著高于粳型旱稻地方品种;各省份或地区间粳型旱稻地方品种的遗传一致性高于籼型旱稻地方品种;各省份或地区粳型旱稻地方品种间遗传相似性与地理位置密切相关,而籼型旱稻地方品种间遗传相似性与地理位置未见相关。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

杂交水稻抗性育种策略探讨

文章介绍了水稻稻瘟病、白叶枯病、稻飞虱和螟虫等主要病虫害的抗性遗传和育种进展,探讨了当前广西杂交水稻病虫害抗性育种策略。抗稻瘟病育种强调新抗源的发掘、抗性基因的聚合及长期的病区自然诱发筛选;抗白叶枯病育种强调Xa23基因的利用;抗稻飞虱育种要利用bph14、bph15和bph18等新鉴定的抗性基因,后代选择以分子标记和抗性鉴定相结合;抗螟虫育种以转基因材料为供体,开展转基因抗虫水稻的杂交转育。     

水稻细菌性条斑病抗性微卫星(SSR)标记的筛选及其在标记辅助选择中的应用

为了标记辅助选择的需要,在利用RFLP和AFLP标记对控制水稻细菌性条斑病(简称细条病)的数量性状基因座(QTL)进行定位的基础上,进一步筛选了与3个效应较大的QTL连锁的SSR标记,并应用于把高抗细条病的品种Acc8558中的抗病基因导入到高感细条病的品种珍汕97B中的回交育种中.通过4次回交和1次自交,育成了5个遗传背景基本上与珍汕97B相同,导入了来自Acc8558的不同抗病区段的株系.本研究证明了将标记辅助选择技术应用于旨在改良单个数量性状的回交育种的可行性.这些抗病区段导入系为抗细条病QTL的精细定位以及研究不同QTL间的互作提供了条件.