江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用Pi-ta和Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带Pi-ta和Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因Pi-b频率的提高。四种基因型中,pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0%,其次为Pi-ta/Pi-b,占33.5%,基因型pi-ta/pi-b的分布频率为3.9%,而Pi-ta/pi-b的分布频率最低,只占2.6%。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和 Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用 Pi-ta和 Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因 Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中 Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带 Pi-ta和 Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因 Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因 Pi-b频率的提高。四种基因型中, Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0％,其次为 Pi-ta/Pi-b,占33.5％,基因型 Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9％,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6％。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因 Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而 Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

Pi-b和Pi-ta基因在江苏省粳稻中的分布以及与穗颈瘟抗性的关系

利用稻瘟病抗性基因Pi-b、Pi-ta等位基因的显性标记对48份江苏省粳稻品种和618份粳稻新品系进行检测,并结合6个代表性稻瘟病生理小种的穗颈瘟抗性鉴定反应,分析抗性基因在江苏省粳稻中的分布及其与穗颈瘟抗性的关系。结果显示:抗性基因Pi-b和Pi-ta在江苏省粳稻品种和品系中存在广泛分布,其中抗性基因Pi-b的频率明显高于Pi-ta。不同生育类型的品种中,抗性基因Pi-b和Pi-ta在中熟中粳中的分布最少,且pi-b/pi-ta基因组合品种所占比例最高。从基因组合与抗性的关系来看,含单个抗性基因的新品系无论是感病率还是病情指数都明显低于不含Pi-b和Pi-ta抗性基因的品系,且Pi-ta基因的抗性效果要好于Pi-b基因,而同时含有两个抗性基因的新品系其抗性水平又优于只含单个抗性基因的粳稻品系。因此,在育种中选择两个抗性基因互补的粳稻作亲本,在后代群体中进行基因聚合,是提高江苏省粳稻穗颈瘟抗性最快速、有效的方法。     

利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta,Pi-b和Pi-9基因

[目的]稻瘟病是水稻三大病害之一,选育抗病品种是防治稻瘟病最有效的方式.[方法]本研究以携带稻瘟病抗性基因Pi-9的'盐稻10号'为母本,以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的'武运粳8号'为父本杂交,进行基因聚合育种.利用Pi-ta、Pi-b和Pi-9的特异性分子标记对杂交后代的分离株系进行基因检测,结合田间...     

聚合稻瘟病抗性基因Pizt和Pib培育江苏粳稻稻瘟病抗性新品种

稻瘟病是对水稻生产具严重威胁的真菌病害,培育聚合多个抗稻瘟病基因的抗病品种是防控该病最为经济有效的途径.以优质、高产、感稻瘟病的中间材料L0为受体亲本,与携带Pizt和Pib基因的粳稻品种武运粳21号杂交,经分子标记及系谱选择、抗性鉴定和农艺性状鉴定,获得6个不同类型的稳定株系.苗瘟及穗瘟抗性鉴定表明,含不同基因组合的抗性效应存在显著差异,其中携带Pizt/Pib的L5株系抗性频率与武运粳21号相当,显著高于仅携带Pizt或Pib的株系.将L5株系参加江苏省中熟中粳淮南迟播组中间试验,最后审定定名为扬粳3491.该结果表明利用粳稻中广泛分布的广谱抗病基因Pizt,再聚合其他染色体位点的抗性基因,可有效地提高江苏粳稻品种的稻瘟病抗性.这一研究还表明利用分子标记选择可快速实现多个抗病基因的聚合,有效缩短水稻抗病育种进程.     

江苏省迟熟中粳新品系稻瘟病抗病基因检测与抗性评价

通过对江苏省育种单位提供的95份迟熟中粳新材料进行稻瘟病抗性基因检测与穗颈瘟抗性分析发现,携带Pi-ta基因的材料有59份,携带Pi-b基因的材料有74份,携带Pi-kh基因的材料有85份,同时携带Pi-ta、Pi-b、Pi-kh抗病基因的材料有37份;其中有1份材料苗瘟抗性等级为5级,其穗颈瘟抗性等级为7级,另外有12份材料的稻瘟病抗性综合指数 5. 00。结果表明,Pi-ta等抗病基因的抗性正在丧失。     

稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi-km的育种利用价值评价

稻瘟病是水稻生产上的主要病害,利用稻瘟病抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、最有效的方法。为了明确稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pi-km在水稻抗病育种中的利用价值,本研究利用这4个抗性基因的功能标记,对在稻瘟病菌圃经多年抗性筛选的60份资源材料进行基因型鉴定,并通过连续两年稻瘟病菌接种鉴定对不同抗性基因的抗稻瘟病发展趋势进行调查分析。结果表明,60份试验材料中,只携带Pi-ta基因的有14份,占总材料的23.3%,携带Pi-ta+Pi-b基因组合的有9份,占总材料的15.0%,携带Pi-b+Pi54基因组合的有9份,占总材料的15.0%,携带Pi-ta+Pi-b+Pi54基因组合的有12份,占总材料的20.0%。在连续两年的接种鉴定中,Pi-ta、Pi-ta+Pi-b和Pi-ta+Pi-b+Pi54基因组合均无4级高感;只有Pi-b+Pi54基因组合出现4级高感材料。通过连续两年抗性基因与穗颈瘟发病等级的相关性分析,发现几乎所有基因的抗病能力都在不断减弱。因此,在抗稻瘟病新品种选育中抗稻瘟病新抗源的挖掘和新抗性基因的导入已经迫在眉睫。     

宁夏水稻品种抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的检测分析

为明确宁夏水稻品种中抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的分布情况,为宁夏水稻抗穗颈瘟病的分子标记辅助选择育种奠定基础。利用Pi-ta、Pi-b和Pi9 3个与抗稻瘟病基因紧密连锁的功能标记,对94份宁夏水稻品种进行抗稻瘟病基因的分子检测。结果表明,宁夏水稻品种中含Pi-ta抗性基因的占46.8%,含Pi-b抗性基因的占93.6%,含Pi9抗性基因的占27.7%,同时含有Pi-ta和Pi-b抗性基因的占44.7%,同时含有Pi-ta、Pi-b和Pi9抗性基因的占12.8%。根据报道,Pi-ta、Pi-b基因的联合效应与穗颈瘟抗性正相关系数为0.71,表明从宁夏水稻品种中选育抗穗颈瘟品种是有基因基础的。     

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。     

江苏省粳稻品种抗稻瘟病基因型与穗颈瘟抗性分析

稻瘟病是江苏省粳稻的主要病害,以穗颈瘟的危害最为严重,选育抗病品种是防治该病害最有效的方法。为了明确江苏省粳稻穗颈瘟的主要抗病基因以及主要粳稻品种的抗稻瘟病基因型,利用稻瘟病抗性基因Pita、Pi-b、Pi-k~h、Pi-km的功能标记对2007-2013年江苏省审定的粳稻品种进行基因型检测。结果表明:65份审定的粳稻品种中同时含有3个稻瘟病抗病基因的品种6份,占审定品种的9.2%;同时含有2个稻瘟病抗病基因的品种23份,占审定品种的35.4%;含有1个稻瘟病抗病基因的品种27份,占审定品种的41.5%;不含有这4个抗病基因的品种9份,占审定品种的13.9%。2014年穗颈瘟接种鉴定结果表明:含有3个抗病基因的6份品种均表现为抗穗颈瘟;含有2个抗病基因的品种中19份品种抗穗颈瘟,4份品种感穗颈瘟;含有1个抗病基因的品种中12份品种抗穗颈瘟,15份品种感穗颈瘟;不含有这4个抗病基因的品种中1份品种抗穗颈瘟,8份品种感穗颈瘟。相关性和回归分析结果表明:稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi-km与穗颈瘟的抗性呈正相关,相关系数分别0.81、0.11和0.15;稻瘟病抗性基因Pi-k~h与穗颈瘟抗性呈负相关,相关系数为-0.05。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-b多重PCR体系的构建与应用（英文）

稻瘟病是我国水稻主产区的重要病害之一,其主效抗性基因Pi-ta和Pi-b在我国很多稻区表现广谱持久的稻瘟病抗性,被广泛应用于我国的水稻育种和生产。本研究选用稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b及其等位基因的功能标记,在对22份分别已知抗病基因Pita和Pi-b以及感病基因pi-ta与pi-b组成的水稻品种检测验证基础上,建立了2套稻瘟病基因多重PCR体系:体系I同时检测抗病基因Pi-ta与Pi-b,体系II同时检测感病基因pi-ta与pi-b,并利用2套体系对336份高世代育种材料进行检测,与单标记检测结果比较,表现稳定可靠,重复性好。本研究构建的抗稻瘟病基因分子标记多重PCR体系可用于水稻种质资源的快速评价和抗稻瘟病分子标记辅助育种。     

32份粳稻骨干亲本抗稻瘟病基因的分子检测

为明确Pi-ta和Pi9稻瘟病抗性主效基因在32份粳稻骨干亲本中的分布状况,利用抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi9的分子标记对32份粳稻骨干亲本进行检测。结果表明,在32份骨干亲本中,Pi-ta抗性基因检出率为46.88%,Pi9抗性基因检出率为12.50%,同时检测到Pi-ta和Pi9抗病基因,检出率为3.12%,不含有Pi-ta和Pi9抗病基因的材料占比为43.75%。在骨干亲本中,Pi-ta单个基因的检出率较高,Pi9单个基因的检出率较低,同时含有Pi-ta和Pi9抗病基因的材料较少,因此可见,多个抗稻瘟病基因的聚合育种是今后水稻抗病育种的重点。     

Pi-ta、Pi-5、Pi-km和Pi-b基因在粳稻品种(系)中的分布及对穗颈瘟的抗性

利用稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b的功能标记,对国内外238份粳稻品种(系)进行基因检测,结合穗颈瘟鉴定结果,明确4个抗性基因的区域分布特点,评估其对穗颈瘟的抗性效果。Pi-ta和Pi-b主要分布在东北、长江中下游及西南地区品种(系)中,Pi-5和Pi-km在西南地区品种中的分布高于其他地区。238份粳稻品种(系)中含Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b单个抗性基因的品种(系)分别有33、30、29和38份;含2个抗性基因的品种(系)共有66份,其中含Pi-ta/Pi-b的品种(系)最多,有28份;同时含3个抗性基因的品种(系)有12份; 4个基因均不含有的品种(系)有30份。Pi-ta对穗颈瘟的抗性效果最好,感病率为0,病情指数为22. 73;其次是Pi-5和Pikm基因,病情指数分别为59. 17和70. 69; Pi-b对穗颈瘟的抗性效果最差,感病率为86. 84%,病情指数为83. 55。双基因组合对穗颈瘟的抗性效果依次为:Pi-ta/Pi-5Pi-ta/Pi-kmPi-ta/Pi-bPi-5/Pi-km; 3份同时含有Pi-ta、Pi-5、Pi-km 3基因的品种表现出最强的穗颈瘟抗性。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pigm和Pi54在骨干亲本中的分布以及对穗颈瘟抗性的作用

【目的】为了分析不同抗性基因和基因组合对穗颈瘟抗性的变化。【方法】利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pigm和Pi54的功能或紧密连锁标记,对经过多年抗性筛选的80份骨干亲本材料进行基因型分析,并进行连续两年穗颈瘟接种鉴定。【结果】在80份试验材料中,只有4份携带Pi-b基因,5份携带Pi54基因,8份携带Pi-b+Pi54基因组合、10份携带Pi-b+Pi54+Pigm基因组合,只有Pi-b+Pi54+Pigm基因组合没有出现高感材料。连续两年穗颈瘟接种鉴定结果与基因型的相关性分析显示,单个抗病基因的抗病能力在逐步减弱,甚至丧失。【结论】在水稻品种选育中,聚合抗性强、抗谱互补的基因是增强水稻抗病能力的有效途径。     

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.     

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.     

分子标记辅助选择在陕恢206选育中的应用

水稻稻瘟病是汉中地区水稻的主要病害之一,选育抗病品种是防治稻瘟病最经济有效的方法。该研究以同时含有稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-km的蜀恢527,含有稻瘟病抗性基因Pi-b的R150为基因供体配置杂交组合,利用Pi-ta、Pi-km和Pi-b的基因标记对分离世代进行基因位点检测,结合田间多代选育、抗性筛选将3个基因转育到同一品种,通过分子标记与田间多代性状筛选,选育出抗病、高产、优质水稻新品种"陕恢206"。研究表明,利用分子标记辅助选择,为选育多抗水稻品种提供了简单、便捷的选育方法,同时也为水稻抗病育种提供了新的遗传资源。     

抗病基因Pi-ta在粳稻骨干亲本及其衍生品种中的传递

利用Pi-ta显性分子标记对寒地稻区水稻骨干亲本合江20号及其衍生品种进行Pi-ta抗性基因传递分析。结果表明,抗病基因Pi-ta在亲本合江20号衍生一代出现频率为63%,衍生二代出现频率为33%,衍生三代出现频率为9%,抗病基因Pi-ta传递与合江20号衍生系谱一致。抗谱分析表明,Pi-ta抗病基因在衍生代中出现与衍生品种的抗谱呈正相关,与后代选择过程中抗病基因丢失有关,是决定不同水稻品种稻瘟病发生程度的主要原因之一。     

辽宁省水稻品种抗稻瘟病基因型鉴定

通过对辽宁省水稻品种和材料抗稻瘟病基因型鉴定,为稻瘟病防控提供了理论基础和依据。研究185份辽宁省水稻生产品种和试验材料中9种抗病基因Pi5、Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3、Pik、Pikh和Pita的携带情况。结果表明:185份供试水稻材料中,携带抗病基因Pita的占总数的99.46%,为分布频率最高的抗病基因类型;携带抗病基因Pik的占总数的33.51%,为分布频率最低的抗病基因类型;余者7个基因Pi5、Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3和Pikh的分布频率各不相同。对供试水稻材料携带基因与抗病性的相关性分析结果表明:当仅携带基因Pita时,抗病比率为75%;同时携带2种基因Pib和Pid3、Pid3和Pita或Pikh和Pita时,抗病比率均为100.00%;同时携带3种基因Pid3、Pikh和Pita时,抗病比率均为100.00%;同时携带4～9种抗病基因时,抗病比率范围为0.00%～100.00%;供试水稻材料中有23份同时携带Pi36、Pi37、Pib、Pid2、Pid3、Pik、Pikh和Pita,抗病比率均为100%,说明Pi36、Pi37、...     

江苏省多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应分析及Pb1基因功能标记开发

[目的]研究多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应,并开发Pb1基因功能标记,为江苏省培育持久抗稻瘟病品种及提高其育种效率提供理论依据.[方法]开发Pb1基因的功能标记,并结合Pita、Pib、Pi54、Pikm和Pizt功能标记检测2015─2017年参加江苏省预试的703份常规粳稻材料的抗病基因,分析其聚合方式与稻瘟病抗性的相关性.[结果]在Pb1基因编码区上游926~1085 bp设计1个存在/缺失标记M1,其引物可扩增获得160 bp的片段.703份供试材料中,Pita、Pib和Pi54基因频率高于Pikm、Pb1和Pizt,虽然抗病频率(稻瘟病综合指数≤5.0的材料所占比例)在2015─2017年呈逐年快速升高趋势,但3年间达中抗及以上等级的材料所占比例均较低.不含抗病基因的材料11份,综合指数≤5.0的材料4份,抗病频率为36.36%;当所含抗病基因数≤3个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显增加,当所含抗病基因数≥4个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显降低.抗病基因数越多,抗病频率越高,当抗病基因数达6个时,抗病频率达100.00%,说明聚合的抗病基因数与抗病频率呈正相关.3个抗病基因聚合的最佳方式为:Pi54+Pib+Pb1或Pita+Pib+Pikm.4个抗病基因聚合的最佳方式为Pita+Pib+Pikm+Pizt或Pita+Pi54+Pib+Pb1.[结论]开发的Pb1基因功能标记可应用于水稻稻瘟病抗性育种,以提高选择效率.多基因聚合能提高水稻稻瘟病抗性,但抗性强弱取决于抗性基因间的互作效应,并不是简单的累加效应.