利用HRM功能标记检测黑龙江省水稻种质资源Wx和fgr的基因型分布

水稻直链淀粉含量与香味作为水稻重要的品质性状,一直是水稻研究热点。HRM（高分辨率熔解曲线）技术作为近年来新兴的PCR分析技术,拥有简便、快速及分辨率高等特点,备受关注。为明确黑龙江省种质资源中Wx及fgr基因的分布情况,利用HRM功能标记Wx-a/b和fgr-E7FNP,在67份部分黑龙江省主栽品种及优异种质资源中进行基因分型,结果表明,67份种质均含有纯合Wx^b基因;4份种质含有纯合的fgr基因,分别为哈99352、龙粳香1号、中龙香粳1号及龙交103970,其余63份种质含纯合野生型BAD2基因。     

利用基于HRM的功能标记分析水稻Wx和fgr的基因型

Wx和fgr基因分别调控水稻直链淀粉含量和香气形成。在基于凝胶电泳功能标记的基础上，发展基于高分辨率熔解曲线(HRM)的功能标记Wx–a/b和BAD2–E7, 分别用于鉴定88份水稻种质Wx和fgr的基因型。利用LightScanner 96平台进行HRM检测，单次检测在10 min内即可完成最多96个样品的基因型分析。结果表明，88份水稻种质中，25份含纯合Wxa基因型的种质，直链淀粉含量为25.08%；59个含纯合Wxb基因型的种质，直链淀粉含量为15.00%，其余4个杂合型(Wxa/Wxb)的直链淀粉含量为18.13%。携带纯合fgr基因的3份种质(巴太香占、象牙香占和Basmati 370)，其全部米粒均带有香气，而携带杂合fgr的2份种质，只有部分米粒带有香气。     

陕西省水稻种质资源中Pi9基因的分布状况

【目的】明确陕西省主要稻种资源中Pi9基因的分布状况,为稻瘟病抗性育种提供依据。【方法】利用抗稻瘟病抗性基因Pi9的显性标记PB8和共显性标记PB9-1对2012年长江上游国家水稻区域试验材料62份、陕西省水稻区域试验材料99份及陕西省水稻研究所原始材料圃331份材料进行Pi9基因位点检测。【结果】在161份区试材料中,13份为抗性基因纯合体,18份为抗性基因杂合体,其余为感性基因纯合体。331份材料原始材料中,18份为抗性基因纯合体,15份材料未检测出条带,其余均为感性基因纯合体。【结论】陕西省主要水稻种质资源中Pi9基因所占比例较少。     

浙江近年育成粳稻新品种(系)部分抗病虫基因的分子检测与育种应用

为明确浙江省近年育成常规晚粳稻品种(系)的稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱等抗性基因的分布情况,利用分子标记检测分析了11个抗稻瘟病基因(Pita、Pib、Pigm、Pikh/Pi54、Pi9、Pi1、Pi2、Pi5、Pit、Pb1、Pikm),2个抗白叶枯基因(Xa21、Xa23)和2个抗褐飞虱基因(Bph14、Bph15)在61个晚粳稻品种(系)分布情况。结果表明:稻瘟病抗性基因检出率最高的为Pib,分布频率为91.80%,Pikm、Pi2、Pita的分布频率分别为68.85%、67.21%、63.93%,Pit、Pi5、Pi9、Pikh/Pi54检出频率分别为34.43%、32.79%、26.23%、24.59%;Pb1、pigm检出率较低,分别为6.56%、1.64%;Pi1基因未检出;抗褐飞虱基因Bph14、Bph15检出率分别为6.56%、11.48%;抗白叶枯基因Xa21、Xa23在61个被检测品种(系)中无分布。利用分子标记辅助选择将Xa23、Bph14、Bph15导入粳稻中并验证了抗性,结果表明,以上基因均具有较好的抗性。初步明确了浙江省新育成61个常规晚粳稻品种(系)的抗病虫基因分布情况,研究结果将为今后利用分子标记辅助技术将目标抗性基因转移到待改良品种中培育广谱多抗水稻新品种提供依据。     

水稻抗稻瘟病基因Pi2的KASP标记开发与应用

【目的】水稻稻瘟病抗性基因Pi2对稻瘟病生理小种具有广谱抗性,开发Pi2的KASP分子标记并对其评价,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593份自然群体中筛选出的不同抗性和亲缘关系的2份材料H-74和H-78,针对Pi2基因核心区域的SNP位点开发成KASP标记Pi2-C3。【结果】利用标记Pi2-C3对自然群体中的84份材料进行KASP基因分型,结果表明,该标记可以准确地将不同水稻材料的Pi2位点分为抗病基因型、杂合基因型和感病基因型,是一种高效鉴定抗稻瘟病基因Pi2的方法。利用标记Pi2-C3对阳江市病圃材料进行检测,结合表型调查结果发现,检测到含有Pi2基因的46份材料均表现出不同程度的稻瘟病抗性,表明该标记可以用于检测材料在病圃的发病情况。【结论】本研究采用KASP技术,开发了能准确检测Pi2基因的特异性分子标记Pi2-C3,并建立一套水稻Pi2基因的KASP基因分型体系,对提高抗性育种效率,改良抗稻瘟病水稻品种具有重要应用价值。     

黑龙江省水稻种质资源抗稻瘟病基因Pi-b的分子标记检测

为了明确水稻抗稻瘟病基因Pi-b在黑龙江省种质资源中的分布状况,利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi-b显性分子标记对72个黑龙江省主栽品种和优异的种质资源进行了分子鉴定。结果表明:合江21、龙粳3号、龙粳4号、龙粳7号、龙粳14、龙粳25、佳禾早占、空育139、芦苇稻、哈05-203和中龙香粳1号共11个品种(系)含有Pi-b基因。     

117份小麦种质中5个矮秆基因的分子检测

【目的】研究我国小麦主产区部分小麦品种中矮秆基因的分布,为发掘具产量潜力且利用较少的矮秆基因提供种子依据。【方法】利用5个矮秆基因分子标记,对我国小麦主产区117份小麦种质进行检测。【结果】117份种质材料中,矮秆基因分布频率依次为Rht8(68份,58.1%)>Rht-B1b(56份,47.9%)>Rht-D1b(46份,39.3%)> Rht9(18份,15.4%)> Rht13(14份,12.0%)。部分种质中同时携带2个矮秆基因的组合占到37.8%;同时携带3个及以上基因的组合占到21.4%,其中以同时携带Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8基因种质最多,占到12.8%。5种矮秆基因均不携带的种质有15份,占到12.8%。【结论】鉴定出14份携带Rht13矮秆基因的新种质。     

陕西省水稻种质资源的香味基因检测

【目的】明确陕西省主要水稻种质资源中香味基因的存在状况,为香型水稻育种提供依据。【方法】利用针对香味基因fgr开发的四引物扩增受阻突变体系PCR技术,对陕西省164份水稻种质资源的香味基因fgr进行检测。【结果】在164份供试水稻材料中,127份为非香材料,2份为香型纯合体,35份为杂合体。【结论】本试验检测结果真实可靠,所用四引物扩增变阻突变体系PCR可以作为香型水稻检测认定的有效方法;陕西省水稻种质资源中香味基因占有一定比例。     

9个抗稻瘟病基因在291份水稻种质资源中的分布及组合特征

通过对Pib抗、感稻瘟病基因型序列进行比对,开发分子标记,并搜集已报道的8个抗稻瘟病基因(Pi9、Pi-k^h、Pit、Pi5、Pita、Pb1、Pi2、Pikm)的分子标记,分析这9个抗稻瘟病基因在291份水稻种质资源(以黄淮海区域种质为主)中的分布及组合特征,为今后抗稻瘟病分子标记辅助选择育种提供理论依据。结果表明,成功开发了Pib基因分子标记。单份水稻种质资源中携带的抗稻瘟病基因数目为0～6个,携带3个抗稻瘟病基因的种质资源最多,占比40.9%,其次为携带2个(20.3%)和4个(19.2%)抗稻瘟病基因的种质资源,携带6个抗稻瘟病基因的种质资源最少(0.4%)。9个抗稻瘟病基因在水稻种质资源中出现的频率存在较大差异,介于7.2%～59.1%,Pi9基因出现频率最高(59.1%),Pi-k^h次之(50.8%),随后依次为Pib(41.2%)、Pi5(36.4%)、Pita(29.2%)、Pb1(28.8%)、Pi2(19.5%)、Pikm(17.1%),Pit基因出现频率最低(7.2%)。291份水稻种质资源中共有抗稻瘟病基因组合93个,...     

基于HRM体系的水稻不育系香味和抗稻瘟病基因分型研究

为了解析现有不育系香味及稻瘟病抗性基因背景,本文通过基于高分辨率熔解曲线分析系统(HRM)的水稻香味和抗稻瘟病基因功能型分子标记对四川省近年生产上广泛应用的或新育成的46份三系杂交水稻不育系进行fgr、Pita及Pi-k基因检测及分型。表明具有纯合fgr香味基因型的不育系有10份,分别具有显性纯合抗稻瘟病Pita、Pi-k基因型的不育系有9和29份,同时含有Pita和Pi-k基因型的5份;同时具有fgr、Pita、Pi-k基因型的只有2份。其结果对指导四川水稻香味品质和抗稻瘟病分子育种具有重要作用。     

黑龙江省水稻种质稻瘟病抗性评价及抗瘟基因结构分析

[目的]稻瘟病严重威胁黑龙江省水稻的生产,选育和利用抗瘟品种是最经济、安全和有效的措施.了解黑龙江省水稻主栽品种的稻瘟病抗性,明确稻瘟病抗性基因的有效性,为黑龙江省稻瘟病抗病种质资源的选育和利用提供依据.[方法]2018年秋季在黑龙江省水稻主产区采集134株水稻单孢菌株,采用病原物接种鉴定方法对黑龙江省50个水稻主栽品...     

82 份水稻种质资源的稻瘟病抗性评价与抗性基因鉴定

为了合理利用水稻抗稻瘟病种质资源,通过稻瘟病菌株接种鉴定并结合9个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析了82份地方稻种资源的稻瘟病抗性水平和携带的抗性基因.结果表明:在82份水稻材料中,宽抗谱和中等抗谱的材料分别有11份(13.4％)和55份(67.1％).携带Pia、Pita-2/Pita、Pita、Piz、Piz-t和Pik-h基因的材料分别占78.0％、76.8％、54.9％、50.0％、39.0％和35.4％;各有3个材料携带Pik基因和Pib基因,未发现携带Pik-m基因的材料.大部分供试材料含有2～5个抗性基因,随着抗性基因数量的增加,供试材料的抗病性呈上升趋势.     

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。     

浙江省早籼稻种质资源的表型多样性分析与评价

为探究浙江省早籼稻种质资源遗传多样性,提高早籼稻育种中亲本选择的利用效率,通过变异系数、遗传多样性指数、主成分分析、二维排序分析、逐步回归分析和聚类分析等方法对100份早籼稻种质资源的14个主要表型性状的多样性水平进行分析。结果表明:14个表型性状的变异系数在0.96%(生育期)~41.07%(每穗瘪谷数);14个表型性状的遗传多样性指数在5.50(每穗瘪谷数)~5.61(生育期);基于主成分二维排序分析筛选到单穗重大、每穗瘪谷数少、长宽比小、倒二叶长度和生育期适中、穗长长且单株有效穗多的种质资源,根据二维排序结果,早籼稻材料4128、4209、4225和4278是在二维排序重叠种质,可以作为育种亲本或者中间材料。主成分分析和综合评价表明,100份早籼稻种质资源中材料4021综合性状排名第1,筛选到每穗实粒数、每穗瘪谷数、结实率、单株有效穗、谷粒长和谷粒宽这6个表型性状可以作为早籼稻资源综合评价的关键指标;同时基于离差平方和法进行层次聚类,将100份早籼稻材料分为4类,各类表型性状差异明显。     

水稻广谱抗稻瘟病基因PigmR功能标记的开发及应用

【目的】稻瘟病是世界上最严重的水稻病害之一。通过功能标记的开发,为加快广谱持久抗稻瘟病基因PigmR在水稻育种中的应用提供依据。【方法】利用Snapgene 2.3.2软件分析PigmR的碱基变异特征,用Oligo 7设计特异功能标记。为了避免因PCR扩增失败引起的假阴性,设计扩增内参基因Actin1的引物作为参照,对功能标记进行优化。用功能标记对水稻亲本材料、丽江新团黑谷的单基因系材料、育种中间材料和南粳53045/谷梅4号BC₁F₃群体株系进行鉴定。稻瘟病鉴定的供试菌株为江苏省稻瘟病代表菌株（2018-4、2018-65、2018-102、2018-222和2018-241）的混合菌。将供试菌株移植RCA培养基上,25℃培养7 d,用黑光灯照射72 h,待稻瘟病菌产生孢子后,再用无菌水洗下,配成10×10倍显微镜下每视野30—40个孢子的悬浮液。于水稻抽穗前3—4 d注射混合菌株,每穗注射1 mL菌液,做好标记。在水稻灌浆饱满后进行抗性调查。【结果】根据PigmR与PigmS、Pigm-R4序列比对及差异分析,设计了8对分子标记引物。通过分子检测,筛选获得的PigmR功能标记GMR-3,能特异扩增来源于谷梅4号的PigmR,获得98 bp产物,而不携带PigmR扩增不出产物。以不同浓度配比优化GMR-3与内参基因Actin1检测引物Actin1-1,发现以0.4 μmol·L ^-1 GMR-3与0.1 μmol·L ^-1 Actin1-1组合浓度扩增出PigmR和Actin1特征条带的效率相当,效果最优,将该标记命名为GMRA。用该标记扩增水稻样品,携带PigmR的样品能扩增出146和98 bp条带,不携带PigmR的样品仅能扩增出146 bp条带。利用GMRA标记检测229份水稻材料,只有谷梅4号能扩增出146和98 bp条带,其他籼稻和粳稻均只能扩增出146 bp条带。进一步对29份丽江新团黑谷的单基因系材料进行检测发现,GMRA标记能有效区分PigmR与Pi9、Piz、Piz-t等同源性较高的基因,有很好的特异性。利用GMRA标记,从240份育种中间材料中筛选到3份携带PigmR的材料,可作为该基因的供体材料。利用该标记进行分子标记辅助选择,将PigmR通过回交转育到优质食味粳稻南粳53045。对南粳53045/谷梅4号BC₁F₃群体单株进行分子标记检测及稻瘟病人工接种鉴定,发现携带PigmR的单株均表现为抗或中抗,不携带PigmR的单株均表现为高感,表明导入PigmR能显著改良南粳53045的穗颈瘟抗性。【结论】PigmR的功能标记能有效用于抗稻瘟病遗传改良和资源筛选。     

黑龙江省和海南省稻瘟病菌中AVR-Pita家族的分布及变异分析

【目的】通过检测黑龙江省和海南省不同稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)菌株群体中AVR-Pita家族的分布情况和变异特征，了解其变异类型的致病表型，为区域内抗病种质的筛选与选育提供参考。【方法】通过参考NCBI中公布的AVR-Pita家族序列分别对启动子区和CDS区设计特异性引物共6对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢菌株提取DNA，进行PCR扩增。通过电泳检测结果，分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序。测序结果与NCBI中相应的碱基与氨基酸序列进行比较分析，并利用水稻抗性单基因系，对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行无毒功能验证。【结果】在PCR电泳检测结果中，黑龙江省稻瘟病菌菌株携带所有待测基因，分布广泛且检出频率较高；而海南省稻瘟病菌菌株中仅携带AVR-Pita1和AVR-Pita2，并以低频率集中存在。无毒基因组成分析结果显示，黑龙江稻区的稻瘟病菌菌株复杂多样，携带的基因型种类较海南菌株丰富。PCR产物测序检测结果显示，AVR-Pita家族以点突变、插入和缺失为主要变异类型划分为19种,且不同稻瘟病菌群体来源的菌株，其变异类型...