水稻骨干恢复系川恢907抗稻瘟病基因聚合与精准改良

【目的】精准改良骨干恢复系川恢907稻瘟病抗性,为培育抗稻瘟病杂交水稻新品种提供优良恢复系。【方法】本文通过多代回交与分子标记辅助选择技术相结合,以五山丝苗为抗稻瘟病基因Pi2供体,精准改良骨干恢复系川恢907(含有抗稻瘟病基因Pik和Pita)的稻瘟病抗性。【结果】经T检验,改良后聚合了Pi2、Pik和Pita 3个抗稻瘟病基因的新川恢907与原始材料间的主要农艺性状无显著差异;基于NY/T 1433-2014中48对SSR引物对其进行指纹图谱鉴定,二者之间无差异;经稻瘟病病圃田间抗性鉴定,新川恢907稻瘟病叶瘟1级、颈瘟1级,综合抗病指数1.0,抗稻瘟病。【结论】通过抗病基因聚合,显著提高了川恢907的稻瘟病抗性,保持了川恢907的原有优良特性。     

三环唑诱导水稻抗性相关基因的表达分析

【目的】探讨三环唑处理下水稻抗性相关基因表达的动态变化及与抗瘟性的相关性。【方法】室内抑菌活性测定三环唑对稻瘟病菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;温室不同时间点接种稻瘟病菌后施用三环唑,测定其防效;利用实时荧光定量PCR对水稻受三环唑处理后不同时间点诱导抗性相关基因进行表达分析。【结果】三环唑对水稻稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发无显著抑制作用;接种稻瘟病菌24 h后施用三环唑,仍然能够获得87.2%的防治效果。RT-q PCR结果表明,三环唑能够诱导水稻防卫反应基因Os NH1-1、Os PR1a和Os PR10的表达,进一步选取水杨酸和茉莉酸途径的关键基因进行检测,发现茉莉酸途径的关键基因Os LOX和Os AOS2的表达受到三环唑显著诱导。【结论】三环唑防治稻瘟病并非仅仅抑制了黑色素的合成,三环唑对水稻具有诱导抗性作用,三环唑主要通过茉莉酸途径起诱导抗性作用。     

转harpinXooc蛋白编码基因hrf2对油菜抗菌核病的影响

【目的】尝试利用转基因方法提高油菜抗病性。【方法】将来自水稻细菌性条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzicola）编码harpinXooc蛋白的hrf2基因插入植物表达载体pCAMBIA1301中,构建了植物重组表达质粒pCAMBIA1301-hrf2。由根癌农杆菌LBA4404介导,将重组表达质粒pCAMBIA1301-hrf2转化甘蓝型油菜杨油4号子叶节。【结果】获得了抗潮霉素的再生转基因油菜植株,经PCR,RT-PCR和GUS染色检测证明hrf2基因已整合到油菜基因组中。抗病性鉴定结果表明,转基因油菜对油菜菌核病有较好的抗性,在转基因植株叶片上油菜菌核病菌菌丝的生长受到明显抑制。【结论】利用农杆菌转化法可将hrf2基因导入油菜基因组中,并使转基因油菜对菌核病的抗性提高。     

长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性评价及抗性基因检测

【目的】探究长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性水平及抗性基因聚合对稻瘟病抗性的效应,为新品种的审定及抗病品种的合理利用提供理论依据。【方法】采用人工喷雾接种方法鉴定2018—2020年长江中下游区试252个水稻品种的稻瘟病抗性,并利用2组多重PCR体系（Pi1与Pikh、Pi9与Pik）检测供试水稻品种携带抗性基因Pi9、Pik、Pi1和Pikh的情况,分析抗性基因聚合方式与稻瘟病抗病率的关系。【结果】2018—2020年供试材料的穗瘟抗病率分别为47.0%、38.3%和35.2%,穗瘟抗病率逐年下降。252份供试材料含有抗性基因数为0~4个,其中含0个抗性基因的材料有14份,占5.6%,穗瘟抗病率为14.3%;含1个抗性基因的材料有63份,占25.0%,穗瘟抗病率为11.1%;含2个抗性基因的材料有81份,占32.1%,穗瘟抗病率为42.0%;含3个抗性基因的材料有81份,占32.1%,穗瘟抗病率为65.4%;含4个抗性基因的材料有13份,占5.2%,穗瘟抗病率为53.8%。总体来看,供试材料的穗瘟抗病率随携带的抗性基因数增加呈上升趋势。抗性基因组合Pi9+Pikh、Pi9+Pik+Pikh和Pi9+Pik+Pi1+Pikh是适合安徽地区的抗性基因组合。【结论】2018—2020年长江中下游区试水稻品种稻瘟病抗性一般。多基因聚合能提高水稻品种的稻瘟病抗性,但应选择合适的抗性基因组合,不能简单叠加。     

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。     

6个稻瘟病抗性基因在浙江省主栽水稻品种中的分布和抗性评价

【目的】检测浙江省40份水稻栽培品种和6份稻瘟病菌生理小种鉴别品种中6个抗性基因分布情况,同时鉴定品种苗瘟抗性水平,探讨携带抗性基因和抗性水平相关性。【方法】利用功能性分子标记检测品种中Pi1、Pi9/Piz、Pi2/Pizt、Pikh、Pikm、Pita,6个稻瘟病抗性基因的分布情况。用2015-2017年田间采集到的141个稻瘟菌菌株鉴定46个水稻品种苗瘟抗性水平。【结果】6个抗性基因在浙江省栽培品种中分布频率不同,其中Pita基因分布最广,占47.83%;其次是Pikh,占41.30%;抗性基因Pi2/Pizt和Pikm在栽培品种中分布频率相等,均为34.78%;抗性基因Pi9/Piz在栽培品种中分布较少,仅有21.74%;抗性基因Pi1仅在稻瘟病菌生理小种鉴别品种TTP中检测到。抗性水平鉴定结果显示22个品种的抗性频率在60%以上,两个品种的抗性频率达到80%以上。【结论】浙江40份水稻栽培品种和6份稻瘟病菌生理小种鉴别品种携带抗性基因和其抗性水平部分相关。     

分子标记辅助选育抗褐飞虱和抗稻瘟病的水稻恢复系

【目的】通过分子标记辅助选择培育兼抗褐飞虱和稻瘟病的水稻新恢复系,为杂交水稻抗病虫害育种提供新的种质资源。【方法】利用常规回交育种、分子标记辅助选择和抗病虫鉴定相结合的手段,将广谱高抗稻瘟病基因Pi9导入携带抗稻褐飞虱基因Bph14和Bph15的优良恢复系桂恢1561中。【结果】在BC_2F_3中检测到17个株系聚合了Bph14、Bph15和Pi9的纯合基因,其中GH18-1、GH18-7、GH18-10和GH18-18等4个株系农艺性状与轮回亲本桂恢1561相似,褐飞虱及稻瘟病抗性均达到抗级水平。【结论】通过常规的回交选育、分子标记和抗性鉴定相结合的方法,筛选获得4份聚合了褐飞虱抗性基因(Bph14、Bph15)和抗稻瘟病基因Pi9的抗性水稻中间材料,为选育新的双抗病虫害水稻恢复系提供种质资源。     

抗全蚀病的转PvPGIP2-TaLTP5双价基因小麦的创制及鉴定

【目的】全蚀病是小麦的毁灭性病害。创制转PvPGIP2和TaLTP5双价基因小麦,分析外源PvPGIP2和TaLTP5在转基因小麦中的遗传与表达情况,选育抗全蚀病的转基因小麦新种质。【方法】采用基因重组技术构建了PvPGIP2和TaLTP5双价表达转基因载体pA25-PvPGIP2-TaLTP5,利用基因枪介导法将该载体转入小麦品种扬麦18,采用PCR、RT-PCR与qRT-PCR方法分析转基因小麦T0—T4植株中目的基因及其表达量,并对T3和T4逐株进行全蚀病接种与抗性鉴定。【结果】创制并选育出稳定的抗全蚀病转PvPGIP2和TaLTP5小麦株系6个。PvPGIP2和TaLTP5能够在这6个转基因小麦株系中稳定遗传,并高水平表达。对转PvPGIP2和TaLTP5小麦的全蚀病抗性鉴定结果表明,与受体扬麦18相比,转PvPGIP2和TaLTP5小麦对全蚀病抗性明显提高。【结论】创制了转PvPGIP2和TaLTP5抗全蚀病的小麦新种质,其对全蚀病具有一定的抗性。     

基于PARMS技术的抗稻瘟病基因Pigm分子标记的开发

【目的】建立抗稻瘟病基因Pigm的荧光分子标记,为抗稻瘟病水稻品种分子育种提供简便、可靠的基因分型检测方法。【方法】利用抗稻瘟病基因Pigm基因序列与其等位基因Pi2、Pi9及感病品种日本晴中等位基因序列差异,结合PARMS技术(Penta-primer amplification refractory mutation system),建立Pigm基因的荧光分子标记。【结果】利用荧光分子标记PM-Pigm对48份水稻亲本材料进行检测,仅在谷梅4号中检测到Pigm荧光信号,并采用广西收集到的两个稻瘟病菌株ZB1和ZB13对48份水稻亲本进行了苗瘟抗性鉴定,验证分子标记有较强可靠性。【结论】Pigm荧光分子标记PM-Pigm能快速检测水稻是否包含Pigm抗性基因,为抗稻瘟病水稻分子标记辅助育种提供简便、可靠的基因筛选技术。     

抗稻瘟病基因Pi9导入籼稻恢复系泉恢039的应用研究

【目的】对本单位育成的强优势恢复系泉恢039进行遗传改良,提高其稻瘟病抗性。【方法】用人工温汤去雄杂交法,以泉恢039为母本（受体亲本）,与75-1-127(Pi9基因供体亲本)杂交,并用泉恢039作为轮回亲本,连续回交2次。回交后代先用系谱法结合叶片上的绒毛性状进行田间筛选,随后对入选株系在室内进行Pi9基因的分子检测和上杭县茶地镇田间自然诱发鉴定。入选株系同步用三系不育系191A和开源A进行恢复力检测。【结果】经田间筛选和室内分子标记检测,从36个具有绒毛性状的株系中,筛选出12个携带Pi9抗病等位基因,且株叶形态和恢复力与泉恢039基本一致的株系。经田间抗性鉴定,结果表明其中11个株系苗瘟抗性水平高于泉恢039,6个株系苗瘟抗性水平与对照75-1-127相当。【结论】利用Pi9基因和GL6绒毛基因同位于水稻第6染色体的遗传现象,可以通过以叶面绒毛等农艺性状进行田间筛选为主,简化室内Pi9基因检测频次和数量,从而选出携带Pi9抗病等位基因的株系（入选率为33.33%）,为进一步筛选出符合育种目标的株系奠定基础。     

利用RNAi技术沉默麦长管蚜与桃蚜细胞色素P450

【目的】通过体外饲喂双链RNA（dsRNA）,利用RNAi技术沉默麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450。【方法】采用PCR克隆获得麦长管蚜和桃蚜体内细胞色素P450片段;利用双链RNA合成试剂盒合成麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA;在蚜虫人工饲料中,分别加入终浓度为0、3、5和7.5 ng•μL-1的dsRNA,每个试验组设置3个重复,分别于饲喂后2天、4天、6天、8天统计蚜虫的存活数;利用实时荧光定量PCR技术分析饲喂后目标基因的表达抑制情况。【结果】从麦长管蚜与桃蚜的cDNA中分别克隆细胞色素P450,所克隆片段同源性为90.1%,发现随着dsRNA浓度的增大,麦长管蚜和桃蚜的死亡率随着时间的推移不断升高,最高死亡率可分别达75.56%和64.44%。提取饲喂dsRNA浓度为7.5 ng•μL-1的不同时间段的蚜虫总RNA,实时荧光定量PCR结果表明,目的基因被沉默。【结论】利用麦长管蚜和桃蚜细胞色素P450保守序列的dsRNA,体外饲喂后,通过RNA干扰（RNAi）,能够显著降低蚜虫体内细胞色素P450的表达水平,直至导致目的基因沉默和蚜虫死亡。     

普通野生稻稻瘟病广谱抗性基因Pi-gx（t）的遗传分析和定位

【目的】探明来源于广西普通野生稻的稻瘟病抗源RB221与部分已知抗病基因水稻品种抗谱的异同,其抗性基因的遗传模式及在染色体上所处的位点,确定其抗病基因是否为新的抗病基因。【方法】采用从广西不同稻作区收集的8个稻瘟病菌系对抗源RB221和11个已知抗病基因的水稻品种进行抗谱测定,并对RB221抗病基因进行等位性分析、经典遗传分析及分子标记定位。【结果】抗源RB221的抗谱与11个已知抗病基因的水稻品种有差异,其对8个菌系均表现出抗病反应,在所有参试品种中抗谱最广。等位性测定结果表明,抗源RB221所携抗病基因与已知抗病基因品种所携带的Pi-3、Pi-7（t）、Pi-ta、Pi-K、Pi-b是不等位。经典遗传分析结果显示,抗源RB221对03-35E菌系的抗性受1对显性基因控制。SSR标记定位结果表明,RB221抗病基因定位于第2染色体的SSR标记RM240与RM1092之间,与RM240的遗传距离为1.3 cM,与RM1092的遗传距离为2.2 cM。【结论】抗源RB221的抗性基因Pi-gx（t）为新发现的抗病基因,位于第2染色体上,与第2染色体上已定位的抗性基因处于不同基因位点上。     

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。     

云南粳型地方稻资源抗稻瘟病鉴定评价

【目的】鉴定和筛选获得云南粳型地方稻抗稻瘟病种质资源,明确其稻瘟病抗性及抗病基因分布,为合理利用水稻抗稻瘟病种质资源及其布局提供参考。【方法】采用病圃自然鉴定与人工接种相结合的方法,对150份云南粳型地方稻资源的稻瘟病抗性进行鉴定,并利用9个已克隆基因（Pid4、Pi25、Pi35、Pi36、Pikm、Pigm、Pi37、Pi56、Pi33）和2个已定位基因（Pi27、Pi23）对供试稻种资源进行基因型检测,明确抗病基因在抗稻瘟病材料中的分布。【结果】从150份水稻材料中共鉴定出抗稻瘟病（叶瘟或穗颈瘟）材料45份,45份材料中携带Pi25、Pi23、Pikm、Pi35、Pi36、Pi33、Pi27、Pi37、Pid4、Pigm抗性基因的材料分别有34份（75.6%）、25（55.6%）、25份（55.6%）、22份（48.9%）、14份（31.1%）、14份（31.1%）、12份（26.7%）、10份（22.2%）、6份（13.3%）和5份（11.1%）,未检测到含有Pi56的材料。45份抗性材料含有的抗性基因数量介于1~7,大部分含有3~5个,其中携带3个抗性基因材料13份占28.9%,携带4个抗性基因材料8份占17.8%,携带5个抗性基因材料11份占24.4%。抗病能力较强的材料黑壳谷携带6个抗病基因（Pi25、Pi35、Pi36、Pikm、Pi37和Pi33）,光壳花糯携带5个抗病基因（Pi35、Pi36、Pikm、Pi37和Pi33）。【结论】研究获得45份云南粳型抗稻瘟病地方稻材料,鉴定获得2份（黑壳谷和光壳花糯）全生育期抗叶瘟和穗颈瘟材料,这2份抗性材料均携带Pi35-Pi36-PikmPi37-Pi33基因组合,可作为抗稻瘟病分子育种的优异抗源材料。     

广西野生稻稻瘟病抗性鉴定及抗源地理分布

[目的]明确广西野生稻对稻瘟病的抗性,为水稻抗瘟育种和挖掘抗瘟基因提供抗源材料.[方法]采用人工接种鉴定方法分别在苗期和孕穗期对广西野生稻进行稻瘟病混合菌株(ZA1、ZB1、ZB15和ZC15)接种,调查不同野生稻材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性级别,统计抗感材料,并依据抗病材料地理来源进行统计分析.[结果]从普通野生稻中鉴定出抗叶瘟材料188份、抗穗颈瘟材料9份,占比分别为11.85%和0.58%;从药用野生稻中鉴定出抗叶瘟材料73份、抗穗颈瘟材料5份,占比分别为36.68%和2.54%;从普通野生野和药用野生稻中分别鉴定出兼抗叶瘟和穗颈瘟的材料9和4份,占比分别为0.58%和2.03%.贵港和梧州等地是广西野生稻抗稻瘟病材料最多的地区.[结论]广西野生稻抗叶瘟资源较丰富,但抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的资源较匮乏,需进一步挖掘抗穗颈瘟及兼抗叶瘟和穗颈瘟材料.     

水稻稻瘟病抗性基因在抗性育种中的研究进展

[目的]从水稻稻瘟病抗性的机理、抗性基因的定位、克隆以及抗性基因在育种中的应用,为水稻抗性基因的鉴定和抗性育种提供参考.[方法]汇总和对比分析国内外的相关文献,分析不同抗性基因在水稻抗稻瘟病中的应用研究进展.[结果]已有大约100个抗性基因被鉴定出和500个抗病基因相关的数量性状位点;在水稻基因组中被鉴定和定位的基因中...     

云南地方籼粳稻稻瘟病抗性和农艺性状差异分析及优异稻种筛选

【目的】分析云南省地方籼稻和粳稻的稻瘟病抗性和农艺性状差异,筛选适宜于种植区环境的优异地方稻种,为稻瘟病的抗性育种及良种选育提供理论依据。【方法】以云南地方籼稻和粳稻品种各23份为材料,利用8个稻瘟病菌株进行室内苗期稻瘟病抗性鉴定及抗瘟基因推导,并结合田间农艺性状测定结果进行综合评价,筛选出优异地方稻种。【结果】抗性频率为0.0%~25.0%、25.1%~50.0%、50.1%~75.0%和75.1%~100.0%的粳稻品种分别有4、5、6和8个,籼稻品种分别有0、4、7和12个。粳稻和籼稻接种8个稻瘟病标准菌株后,籼稻的稻瘟病抗性整体高于粳稻。46个水稻品种的抗瘟基因组成较复杂,其中,能推导出抗瘟基因的品种共17个,其中粳稻品种7个,籼稻品种10个;抗性基因组成复杂的品种（可能含有的抗瘟基因在6个或6个以上）有23份;含有未知抗瘟基因的品种有6个,均为粳稻;Pik、Piz-t、Pib、Pi1、Pi11和Pita-2基因在籼稻中出现的次数高于粳稻,其中Pita-2基因仅存在于籼稻品种吉强糯和天杂58中;Pik-s、Pita、Pi3、Pi12和Pii基因在粳稻中出现的次数高于籼稻,其中Pi12基因仅存在于粳稻品种日本谷和华街中。农艺性状调查测定结果显示,在株高、穂长、结实率和千粒重方面,粳稻品种间的差异明显大于籼稻品种;在产量方面,籼稻品种间的差异小于粳稻品种。筛选出的高抗稻瘟病品种:镰刀谷（粳稻）、香糯（籼稻）、毫糯早（籼稻）和老品种糯谷（籼稻）;高产品种:日本谷（粳稻）和粘珏香（籼稻）;矮杆品种:冷水汕优（粳稻）和白壳糯（籼稻）;多穗品种:日本谷（粳稻）和老品种糯谷（籼稻）。【结论】籼稻所含的抗瘟基因数量和稻瘟病抗性整体较粳稻高,说明籼稻的抗谱范围更广。筛选出的粳稻品种冷水汕优和日本谷可用于优质高产品种选育,籼稻品种香糯和毫糯早可用于稻瘟病抗性品种选育。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）

【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。