湖南桃江稻瘟病菌遗传多样性分析及无毒基因的鉴定

[目的]为明确湖南桃江地区稻瘟病菌遗传多样性和无毒基因的组成及变化趋势。[方法]利用8对SSR引物对2017年从湖南桃江病圃多个晚稻品种上分离纯化的29个稻瘟病单孢菌株进行遗传多样性分析,并利用18个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)对其中的19个特异性稻瘟病菌株进行无毒基因鉴定。[结果]在相似系数0.70,差异系数0.30水平下,29个供试菌株可划分为7个宗谱,优势宗谱I有12个菌株,占参测菌数的41.3%,宗谱V有7个菌株,占总菌数的24.1%,其余5个宗谱分别有1～3个菌株,占总菌数的34.6%;通过无毒基因鉴定18个菌株致病频率(致病频率=感病水稻数/所有测试水稻品种数×100%)在35%～75%。强致病力菌株(致病频率≥70%)3株,占总菌数的15.7%;较强致病力菌株(70%致病频率≥50%)7株,占总菌数36.8%;中等致病力菌株(50%致病频率≥20%)9株,占总菌数的47.5%;供试菌株平均致病频率为49.86%。19个菌株对NILs水稻品系毒力频率(毒力频率=对测试水稻品系有毒力的菌株数/所有菌株数×100%)超过70%的抗性基因为Pi-k~s、Pi-z~t、Pi-ta,属强毒力菌株;毒力频率介于50%～70%的抗性基因为Pi-k~p、Pi-z~5、Pi-t、Pi-sh、Pi-5,属于中等毒力菌株;对其余抗性基因的毒力频率低于50%。[结论]湖南桃江稻瘟病菌群体具有丰富的遗传多样性,而且存在复杂的致病性分化;抗性基因Pi-3、Pi-i、Pi-11、Pi-19、Pi-12对桃江地区稻瘟病菌抗性优良,可在抗病育种中加以利用。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

四川省杂交稻主栽品种抗稻瘟病基因型推导研究

本文对包括131个杂交稻品种在内的134个四川省水稻主栽品种接种了21个对已知抗稻瘟基因具鉴别力稻瘟病菌株,根据比较各品种和含已知抗瘟单基因系对鉴别菌株的抗谱对各主栽品种进行了抗稻瘟病基因型推导。结果表明,134个参试品种中,仅红优44和泸优1号对全部21个鉴别菌株的抗感反应完全一致;通过DPS统计软件对各品种的抗谱进行聚类分析,在相似距离为0.8时可将这些品种的抗性基因型划分为7个类群;应用基因型推导软件分析,推导出D香287可能携带Pi-km、Pi-zt和Pi-7等3个抗性基因,Q优2号则可能携带Pi-k、Pi-I、Pi-t和Pi-19等4个抗性基因,其余品种则均可能携带未知抗病基因。各品种在病圃中的最高叶瘟级别和平均颈瘟率与其对21个鉴别菌株的抗病频率呈显著负相关(P<0.01)。     

4个抗稻瘟病基因在籼稻资源中的分布

【目的】本研究明确了稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-9、Pi-b和Pi-zt在汉中地区水稻材料中的分布及其组合的抗病有效性。【方法】利用4个抗病基因的分子标记,对汉中地区水稻材料进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pi-zt分布频率最高,其次为抗性基因Pi-b和Pi-9,频率最低的是Pi-ta;含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,Pi-b和Pi-9对该地区的抗瘟性贡献较大,同时含有Pi-b、Pi-9和Pi-zt 3个基因可有效提升抗性水平。【结论】初步建立抗性基因数据库,为抗稻瘟病基因分子辅助聚合育种提供科学依据。     

SSR对黑龙江省主栽水稻品种抗瘟基因Pi-1的检测分析

应用水稻稻瘟病抗性基因Pi-1紧密连锁的3个微卫星标记RM144、RM224和MRG4766对黑龙江省49主栽水稻品种(系)进行抗瘟基因Pi-1检测分析。结果表明,用3个与抗瘟基因Pi-1紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-1有检测是非常有效的途径,检测到富士光等14个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻品种(系)中的分布情况,为分子育种、合理搭配种植品种等提供了理论依据。     

江苏省水稻品种抗稻瘟病基因型的鉴定与分析

通过离体接种的方法,用已知抗瘟基因型反应的22个稻瘟菌株,对江苏省67个水稻品种进行了抗瘟基因型鉴定和分析.结果表明:67个水稻品种可能携带1个或多个抗瘟基因,其中携带抗瘟基因Piz5、Pizt、Pi1、Pi9、Piz、Pi5、Pi3和Pii的水稻品种对22个稻瘟病菌菌株的抗性频率均大于50％.携带Pita2和Pi9这2个基因的水稻品种特占A和携带Pi9基因的水稻品种辐优136对所有稻瘟病菌菌株表现免疫,pita2和Pi9这2个基因,尤其是Pi9基因对于水稻抗瘟性极为重要,推测特占A和辐优136是较好的抗瘟育种材料;含有Pia基因的水稻品种,如徐稻41926、徐稻40993等品种抗病性差,极易丧失抗病性.建议生产中推广种植携带Pi9基因的水稻品种,减小携带Pia基因的水稻品种的种植面积.     

江西省稻瘟病生理小种致病力测定及1组水稻优质新种质的稻瘟病抗性表现及应用评估

对江西省主要稻瘟病生理小种的致病力进行了综合分析,同时对收集的26份水稻种质进行了稻瘟病抗性鉴定。结果显示:江西省稻瘟病生理小种分为ZA、ZB、ZC、ZD、ZF、ZG共6群25个生理小种类型,稻瘟病菌群体以中等致病力菌株为主;7个水稻抗瘟基因Pi-k(C)、Pi-k、Pi-9(t)、Pi-z~5、Pi-1(1)、Pi-kp(C)和Pi-kp具有较高的抗性频率,均超过60%;26个种质对叶瘟都具有较好的抗性,但是对穗颈瘟都表现为感病,只有5个品种表现为中感;在13个产量较高且稻米外观品质较好的品种中,只有繁1405及繁1409的米质达到国家标准一级。     

江西省稻瘟病生理小种致病力测定及1组水稻优质新种质的稻瘟病抗性表现及应用评估

对江西省主要稻瘟病生理小种的致病力进行了综合分析,同时对收集的26份水稻种质进行了稻瘟病抗性鉴定。结果显示:江西省稻瘟病生理小种分为ZA、ZB、ZC、ZD、ZF、ZG共6群25个生理小种类型,稻瘟病菌群体以中等致病力菌株为主;7个水稻抗瘟基因Pi-k(C)、Pi-k、Pi-9(t)、Pi-z⁵、Pi-1(1)、Pi-kp(C)和Pi-kp具有较高的抗性频率,均超过60%;26个种质对叶瘟都具有较好的抗性,但是对穗颈瘟都表现为感病,只有5个品种表现为中感;在13个产量较高且稻米外观品质较好的品种中,只有繁1405及繁1409的米质达到国家标准一级。     

20个稻瘟病抗性基因在湖北省的利用价值分析

恩施、宜昌、咸宁地区一直是湖北省水稻稻瘟病的重发区和常发区。为了明确20个稻瘟病抗性基因在湖北省的抗性水平及利用价值,选择恩施地区的金子坝和两河口、宜昌地区的远安县和咸宁地区的崇阳县作为水稻稻瘟病自然诱发接种试验点,对以丽江新团黑谷为轮回亲本培育而成的持有20个垂直抗性基因的20个水稻单基因系进行稻瘟病自然诱发接种。结果表明,抗性基因Pi-kh、Pi-9、Pi-20和Piz5对叶瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-a、Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)对叶瘟的抗性欠佳。抗性基因Pi-kp、Pi-kh、Pi-5(t)、Pi-9和Pi-z5对穗颈瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)、Pi-z对穗颈瘟的抗性欠佳。总结3年来20个垂直抗性基因在恩施、宜昌和咸宁的抗性情况,抗性基因Pi-kh、Pi-9和Pi-z5在抗稻叶瘟和抗稻穗颈瘟方面均有良好的表现,可以作为湖北省水稻抗性基因或抗源基因合理使用,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)在推广使用时应谨慎。     

福建省稻瘟病菌毒性类型及部分水稻品种(组合)抗病性

测定了2003-2006年从福建省主要稻区分离挑选的97个稻瘟病单孢菌株对国际水稻所CO39近等基因系(near-iso-genic lines,NILs)6个鉴别品种和部分水稻品种的致病性.结果表明,福建省稻瘟病菌株分别属于14个毒性类型,优势类型和亚优势类型分别是I34.1和I35.1,其对8个福建主栽品种的毒力频率分别为51.96%和60.23%.2003-2006年各年度的菌株多样性指数分别为0.6324、0.5541、0.6000和0.7699.相邻年度间的病菌毒性类型相似率分别为57.14%、54.55%和46.15%.说明福建省稻瘟病菌毒性类型在各年份间的分布呈现不同的特征.CO39-NILs中C101LAC(Pi-1),育种亲本中R527、亚恢627、多系1号和谷丰A,主栽品种中D优527、D奇宝优527和T优5537对稻瘟病菌的抗性好,抗性表现均为抗(R);95个新育成的品种中表现抗(R)和中抗(MR)的分别占16.84%和22.11%,其中新品种谷优5188、特优18、天优3301、Ⅱ优907、Ⅱ优516和D奇宝优5号的抗性频率高于90%,且对田间叶瘟和穗瘟的抗性表现较好,说明这些抗性品种及其所携带的基因是福建省育种的良好材料.     

黑龙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因Pi-2(t)的SSR检测分析

为合理搭配种植水稻品种,利用与抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记AP22和SRM24检测49份黑龙江省主栽水稻品种(系)抗瘟基因Pi-2(t)的分布情况。结果表明:用2个与抗稻瘟病基因Pi-2(t)紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-2(t)的检测是非常有效的方法,龙粳8号、绥粳4号、龙D99-709和垦676共4个水稻品种(系)检测出含有Pi-2(t)抗稻瘟病基因,并了解了该基因在黑龙江省水稻品种资源中的分布情况。     

3套水稻近等基因系对两个病圃稻瘟病菌的抗性评价

采用苗期喷雾法,评价了丽江新团黑谷、CO39和IRBL系列等3套近等基因系水稻品种对云南省腾冲县和罗平县两个病圃稻瘟病菌的抗性水平及利用价值。结果表明:C101A51(Pi-2(t))、IRBL-22(Pi-9(t))和IRBL-23(Pi-12(t))等3个品系的抗性最强,抗病频率分别为:94.22%、93.50%、90.61%。对2个抗瘟基因的联合抗病性分析表明,Pi-2+Pi-9基因、Pi-2+Pi-12基因搭配的联合抗病性系数达0.88和0.86,在抗病育种中适于聚合应用。     

黑龙江省稻瘟病致病性与无毒基因研究

于2010、2012、2013年在黑龙江省建三江、宝泉岭、五常、牡丹江、绥化和佳木斯这6个水稻主产区的23个县及农场,从空育131及其它13个水稻主栽品种上采集的感病穗颈节分离、获得63个单孢菌株,并利用国际水稻所的31个水稻抗稻瘟病单基因系研究了这些菌株的致病性及抗稻瘟病基因抗谱。获得如下结果:①黑龙江省稻瘟病菌群体中强致病力菌株占31.7%,较强致病力菌株占46.0%,中等致病力菌株占22.2%。②抗性基因Pi-9、Pi-ta2(R)、Pi-z5(CA)、Pi-12(t)和Pi-ta2(P)对黑龙江省稻瘟病菌的抗谱较宽(74.6%～93.7%),在水稻抗稻瘟病育种中有较大的利用价值;抗性基因Pi-a(A)、Pi-t、Pi-sh(B)、Pi-7(t)和Pi-19(t)的抗谱很窄(4.8%～19.0%),在育种与生产中宜谨慎使用[1]。     

3套水稻近等基因系对两个病圃稻瘟病菌的抗性评价

采用苗期喷雾法,评价了丽江新团黑谷、CO39和IRBL系列等3套近等基因系水稻品种对云南省腾冲县和罗平县两个病圃稻瘟病菌的抗性水平及利用价值。结果表明:C101A51(Pi-2(t))、IRBL-22(Pi-9(t))和IRBL-23(Pi-12(t))等3个品系的抗性最强,抗病频率分别为:94.22%、93.50%、90.61%。对2个抗瘟基因的联合抗病性分析表明,Pi-2+Pi-9基因、Pi-2+Pi-12基因搭配的联合抗病性系数达0.88和0.86,在抗病育种中适于聚合应用。     

黄淮稻区早熟水稻品种(品系)穗颈瘟抗性分析

为明确黄淮稻区早熟水稻品种(品系)的稻瘟病抗性,对145份黄淮稻区早熟水稻品种(品系)进行连续2年的接种鉴定,并利用Pi-ta、Pi-b、Pi-km、Pi-54、Pi-5和Pi-gm 6个抗病基因的分子标记进行抗稻瘟基因型检测.抗性基因在检测品种(品系)中的分布结果表明,抗性基因Pi-b分布比例最高,检出率为57.9％,其次是抗性基因Pi-km、Pi-ta、Pi-54和Pi-5,检出率分别为51.0％、42.1％、32.4％及32.4％,抗性基因Pi-gm分布比例最低,仅有4.1％.2019-2020年连续2年的人工接种鉴定结果显示,74.5％和68.3％的品种(品系)表现为感病,说明黄淮稻区早熟品种(品系)的稻瘟病抗性较差,抗病材料较少.携带抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi-km、Pi-54、Pi-5和Pi-gm的品种(品系),2019年抗性比例分别为42.6％、21.4％、27.7％、34.3％、27.7％和100.0％,2020年抗性比例分别为49.2％、26.2％、25.5％、32.9％、34.0％和100.0％.6个基因中,Pi-gm抗性比例最高,达到100.0％,Pi-ta次之,抗性比例达45.9％,而Pi-b最差,抗性比例仅为23.8％.黄淮稻区早熟水稻品种(品系)抗稻瘟病能力较差,需要通过聚合多个抗性基因来提高抗性,特别需要加强Pi-gm等新的抗稻瘟病基因的应用.     

中国部分杂交稻和常规早籼、晚粳品种(系)的抗瘟性

 选用来自中国18个省、市,12个小种分属于9个不同谱系的30个具有广谱毒性的稻瘟病菌株,人工接种于已知抗瘟基因型的品种(系)及中国20世纪90年代新育成的部分杂交稻和常规早籼、晚粳品种上进行水稻抗病性鉴定。通过具有广谱毒性并能识别抗病基因的30个菌株,与具有不同抗性类型并携带有不同或与之相连锁的抗性基因的品种及已知抗性基因的国际鉴别品种进行比较,以期推测某些中国品种的抗性基因。结果表明,部分优异抗瘟材料及新育成的杂交稻组合和常规早籼、晚粳稻品种(系)能抗多数近年采集分离的田间致病菌株,是育种和大面积推广种植     

转溶菌酶基因水稻稻瘟病抗谱分析

 用来源于云南各地属于 4 8个稻瘟病菌 (Magnaporthegrisea)生理小种的 6 3个菌株 ,对受体品种南 2 9及其 10个T0 代转溶菌酶基因水稻植株繁衍的 36个T5代品系进行温室接种鉴定。结果表明 ,受体品种南 2 9对38.1%的菌株 (2 4个 )表现抗病 ,转基因品系对 72 %以上的菌株表现抗病 ,对稻瘟病的抗性比对照大幅度提高 ,证明溶菌酶基因对稻瘟病具有一定的广谱抗性 ;不同T0 代植株甚至同一植株繁衍的品系对稻瘟病的抗性并不相同。大田稻瘟病诱发鉴定结果证实 ,转基因水稻叶稻瘟和穗稻瘟抗性均比受体对照大幅度提高 ,但抗叶稻瘟的转基因品系不一定抗穗颈稻瘟 ,而抗穗颈稻瘟的品系一般高抗叶稻瘟     

黑龙江省稻瘟病菌对主栽水稻品种的致病力分析

采用幼苗期接种及毒力频率、致病率分析方法,检测来自黑龙江省20个县(市、区)的90个稻瘟病菌株对当地主栽水稻品种的致病能力。结果表明,黑龙江省稻瘟病菌群体结构是比较复杂的,不同菌株的致病力存在较大差异,但仅有10%菌株表现强或较强致病力(PF≥50%);不同地区、甚至同一地区的不同菌株致病力也有较大差异。各主栽水稻品种的抗病能力存在显著差异,其中龙粳41等14个品种抗性较强(VF≤15%)。     

水稻主要抗瘟基因对吉林省稻瘟病菌的抗性评价

稻瘟病菌存在不同的生理小种(或株系),不同抗瘟基因对稻瘟病菌的不同株系具有不同的抗性。测定了17种抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性频率和基因组合的联合抗性频率。结果表明:Pi-kp、Pi-9(t)、Pi-ta2、Pi-z抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性较强,抗谱在80%以上,尤其是Pi-z的抗谱达到95%;基因组合的联合抗性频率比单个基因均不同程度提高,中等抗谱的基因间组合提高明显,选择合适的基因进行组合应用可以显著提高抗性。     

宁夏水稻主栽品种对稻瘟病的抗性研究

用18个稻瘟病菌小种对10份宁夏水稻主栽品种进行稻瘟病抗性分析,结果表明:宁夏水稻主栽品种对稻瘟病菌具有较好的抗性,有2个品种对参试菌株全抗,有4个品种的抗性频率在50.0%以上.对宁夏不同稻区稻瘟病菌对已知抗性基因鉴别品种的毒力频率分析,提出宁夏稻瘟病菌对含有Pi-ks、Pi-a、pi-19(t)抗性基因的品种具有很强的致病力,具有Pi-z 、Pi-ta、pi-b等抗性基因的品种可作为抗源利用,在水稻育种上具有较高的利用价值.