水稻抗稻瘟病基因Pi-ta的分子标记辅助选择

利用已建立的水稻抗稻瘟病基因Pi ta显性分子标记对 30个品系和 1 57个来自不同国家的一些水稻品种进行分子鉴定 ,并采用稻瘟病菌菌株ZN57(IC 1 7)和ZN6 1 (IB 4 9)人工接种试验进行致病性测试。结果表明 ,大部分品系和少数水稻品种含抗病基因Pi ta ,且对稻瘟病菌菌株ZN57和ZN6 1表现抗病反应。除此之外 ,利用两对显性分子标记YL1 55 YL87和YL1 83 YL87对 350个杂交F3代株系进行早期筛选 ,得到 1 1 8个抗病基因Pi ta纯合的株系。这些株系田间抗性调查结果表明 ,抗病基因存在与否与田间抗性相吻合。因Pi ta基因与许多其他抗病基因紧密连锁 ,而使含有Pi ta基因的品种具有广谱抗性 ,由此确立了Pi ta基因显性分子标记在育种辅助选择中的应用价值。

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。

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-b多重PCR体系的构建与应用

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Pi-ta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。

利用SSR分子标记检测云南地方稻种抗稻瘟病基因Pi-ta^2的研究

垂直抗性基因Pi-ta2在云南抗稻瘟病育种中具有重要的利用价值。利用与抗稻瘟病基因Pi-ta2连锁的SSR引物OSR32对云南地方稻种二级核心种质中的220份抗性基因Pi-ta2进行了检测,并选择15份材料进行了人工接种鉴定。分子标记检测表明,123份籼稻有25份含有Pi-ta2基因,占20.3%;97份粳稻有51份含有该基因,占52.58%,粳稻比籼稻高;携带Pi-ta2基因的材料分布在云南5个稻区中的29个县,较为广泛,南部边缘和滇东北高原粳稻区分布点较多。结果表明,人工接种鉴定与分子鉴定结果完全相符,验证了SSR引物OSR32鉴定抗稻瘟病基因Pi-ta2的可行性。初步明确了Pi-ta2基因在云南地方稻种资源中的分布情况,对水稻抗性基因发掘和品种布局具有指导作用。

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。

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta共显性分子标记的建立

根据抗病基因Pita和感病等位基因pita在DNA序列上的单核苷酸长度多态性(singl enuc leotidelength polymorphisms,简称SNLP)设计了3个特异性引物YL155、YL183和YL200,并分别用蓝色和绿色染料将YL155和YL183进行标记,而YL200不标记。在一个PCR反应中同时加入这3对引物,并应用ABI自动分析仪对PCR产物进行分析,结果发现,抗病基因Pita纯合的样品获得一个峰值为181bp的图谱,感病等位基因pita纯合的样品获得一个峰值为183bp的图谱,而抗病基因Pita处于杂合状态的样品出现两个峰。由此建立了水稻抗稻瘟病基因Pita的共显性分子标记。以杂交组合Katy/RU9101001的12个F2单株和15个水稻品种为材料,利用已建立的显性分子标记和稻瘟病菌人工接种试验对共显性标记的正确性进行了验证,结果发现三者的实验结果完全吻合,因此该共显性标记可应用于水稻抗病基因Pita的分子标记辅助选择。

黑龙江省水稻种质资源抗稻瘟病基因Pi-ta的分子标记检测

为了明确水稻抗稻瘟病基因Pi-ta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-ta显性分子标记对72个黑龙江省主栽品种和优异种质资源进行了分子鉴定。结果表明:合江21、龙粳4号、龙粳10号、龙盾D904、龙花00-485、佳禾早占、龙粳29、龙粳31、龙盾105、龙粳39、垦99639、松粳5号、龙盾306、东农428、东农430、芦苇稻、莲育7-91、龙香稻2号和绥香08-5080共19个品种(系)含有Pi-ta基因。

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta与Pi-ta^2之间的关系

该研究以含抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-ta2的水稻品种Katy和Kaybonnet为供体亲本的4个F2群体(含2516个单株)为材料,利用已建立的Pi-ta显性标记与Pi-ta2微卫星标记进行分子检测,结果发现,所有含Pi-ta基因的单株都具有Pi-ta2,不含Pi-ta基因的单株也无Pi-ta2,这表明,这两个基因紧密连锁或等位;稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)人工接种试验发现所有抗病单株都含Pi-ta基因,而感病单株则无.由此表明,在含2516个单株的F2群体中没有发生抗病基因的重组,这进一步验证这两个抗病基因等位或紧密连锁.

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份携带基因,5份携带H54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。

10个抗稻瘟病基因在黄淮稻区粳稻品种(系)中的分布

利用Pi5、Pii、Pib、Pita、Pita2、Pish、Pi54、Pia、Pizt、Pikm 10个抗瘟基因的分子标记,对94份黄淮稻区粳稻品种(系)进行了分子检测。结果表明,10个基因在供试品种中的分布频率分别为15.96%、15.96%、87.23%、37.23%、73.40%、85.11%、59.57%、32.98%、29.79%、37.23%。在供试品种中,检测出5个抗瘟基因的品种最多,占供试品种总数的35.1%;检测出4、6、2、3、7、8、1个抗瘟基因的品种分别有23、19、6、6、4、2、1个。本研究初步明确了10个抗瘟基因在94份黄淮稻区水稻品种(系)的分布情况,为抗稻瘟病辅助育种提供了参考依据。

华南籼稻骨干亲本稻瘟病基因检测与抗性评价

选用Pi2、Piz-t、Pi9、Pi25、Pi5、Pita、Pia、Ptr、Pi1、Pikm、Pi54等11个抗稻瘟病基因的功能性分子标记,对华南稻区近年育成的90个籼稻骨干亲本进行抗性基因鉴定与稻瘟病抗性评价。结果表明,综合抗性等级达到高抗、抗、中抗、中感、感及高感的亲本分别为0份、3份、35份、38份、14份和0份,且年度间表现较为一致。不同鉴定时期的稻瘟病抗性级别相关性分析进一步显示,苗瘟与叶瘟、苗瘟与穗颈瘟以及叶瘟与穗颈瘟的抗性级别呈极显著正相关。对上述11个抗性基因在90个亲本中的分布进行检测,发现除Pi9基因以外,其他10个抗性基因在亲本中的分布频率分别为75.56%(Pi54)、70.0%(Pi5)、47.78%(Pi2)、31.11%(Pi25和Pia)、20.0%(Ptr)、15.56%(Pi1)、13.32%(Pita)、4.44%(Pikm)和1.11%(Piz-t)。11个抗性基因在不同省际间育成亲本中的分布频率差异较大。进一步结果表明,随着聚合抗性基因数量的增加,亲本抗性水平呈相应提升趋势,但不同抗性基因组合对于提升水稻亲本抗病性的贡献呈现明显差异。本研究为华南稻区新育成籼型常规水稻品种的合理布局及抗稻瘟病基因的育种应用提供有益的参考。

94份水稻骨干材料抗稻瘟病基因和恢复基因的分子检测与分析

为明确6个抗稻瘟病基因(Pita、Pi54、Pia、Pib、Pikm、Pikh)和1个恢复基因(Rf1a)在水稻骨干材料及新品系中的基因型和分布情况,从而为今后抗稻瘟病基因和恢复基因的合理利用及分子标记辅助育种提供依据,利用6对扩增条带清晰、稳定的抗稻瘟病基因特异性分子标记对48份水稻品系的基因组DNA进行PCR扩增,利用恢复基因分子标记Rf1a对46份外引及自育恢复系材料进行检测。结果表明,在48份水稻骨干材料及品系中,单个种质携带的抗稻瘟病基因为1~6个,携带4个抗稻瘟病基因的品系最多,占总数的33.33%,其次为携带3个(22.92%)、2个(18.75%)抗稻瘟病基因的品系,携带6个抗稻瘟病基因的种质资源最少(4.17%);6个抗稻瘟病基因在48份水稻种质中的分布差异较大,Pib、Pikh、Pi54在供试粳稻中的分布最广泛,分布频率分别达到77.08%、64.58%、62.50%,其次为Pita、Pikm、Pia,分布频率分别为47.92%、41.67%、33.33%;48份水稻种质共有抗稻瘟病基因组合22个,其中组合Pia+Pi54+Pikh+Pib和组合Pi54+Pikh+Pib的水稻材料数量最多(各6份)。在46份外引及自育恢复系材料中,携带恢复基因Rf1a的占93.48%。通过分子标记手段明确了相关种质的抗稻瘟病基因类型,为抗稻瘟病和恢复系新品系的选育及亲本组配提供了较好的遗传信息。

江苏太湖地区粳稻稻瘟病抗性基因(Pi2、Pita、Pib)的分布及抗病效应

为分析稻瘟病抗性基因Pi2、Pita、Pib在江苏太湖地区粳稻稻瘟病抗性育种中的作用,利用五引物扩增受阻突变体系(PARMS)检测技术,检测水稻稻瘟病抗性基因Pi2、Pita、Pib在江苏太湖地区农业科学研究所筛选培育的799份高世代稳定试验材料中的分布情况,并结合穗颈瘟人工接种鉴定结果分析基因型与抗性的关系。结果表明,在799份供试水稻品种中,以抗性基因Pib的分布频率最高,抗性基因Pita的分布频率也相对较高,抗性基因Pi2分布频率较低,多数材料携带2个抗性基因;在抗性基因组合中,Pita+Pib组合检出率较高,为44.81%(358/799)。田间抗病性鉴定结果表明,当供试材料中只存在单一抗病基因时,中抗级别以上材料占比为33.60%(86/256),当供试材料中存在复合基因型时,中抗级别以上材料占比为61.02%(299/490),表明抗性基因共存可以有效增强植株对稻瘟病的抗性。本研究结果为江苏太湖地区粳稻稻瘟病抗性基因聚合育种的选择提供了理论支持。

6个抗稻瘟病基因在云南省勐海县水稻主栽品种中的分布

为了明确勐海县水稻主栽品种中已克隆的Pi2、Pi9、Piz-t、Pi50/Pigm、Pita-2和Pib等6抗稻瘟病基因的构成。通过对勐海县18个水稻主栽品种为试验材料,利用6个抗病基因的特异分子标记进行抗瘟基因的分子检测。结果显示:抗性基因Pib分布频率最高,检出率为77.78%,Pi2、Pita-2和Piz-t的检出率分别为22.22%、22.22%和11.11%;在供试品种中未检测出抗性基因Pi9和Pi50/Pigm基因。检测到2个抗性基因和1个抗性基因的品种均为8份(均占44.44%),未检测出抗性基因的品种为2份(占11.11%)。结果表明:勐海县水稻主栽品种的抗性遗传背景较为狭窄,需引入新的有效抗源以拓宽水稻品种的抗病性。

稻瘟病拮抗菌短小芽孢杆菌NDY-10的功能特性与全基因组分析

短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)NDY-10对植物病原菌具有广谱拮抗活性,其中对稻瘟病菌的抑菌率最高。从NDY-10菌株对稻瘟病菌的拮抗特性和全基因组分析2个方面进行研究,结果表明,NDY-10菌株对稻瘟病病菌具有非常强的抑制作用,其无菌发酵液对稻瘟病菌的抑制率可达100%,且与添加量呈正相关。NDY-10菌株无菌发酵液对温度、紫外线辐射不敏感,强酸或强碱会影响其拮抗活性。经3种蛋白酶处理后,NDY-10菌株对稻瘟病病菌的抑制率下降,说明短小芽孢杆菌NDY-10菌株对稻瘟病病菌的拮抗物质是一种蛋白。NDY-10菌株的完整基因组大小为3736781 bp(含41.63%的G+C),包括3893个编码序列(CDS)。从该基因组中鉴定出9条基因簇,其中大部分负责抑制代谢物的合成,并且发现了tasA拮抗基因(801对碱基)。根据之前的研究,推测其为稻瘟病接抗菌NDY-10菌株的关键功能基因。由本研究结果可知,NDY-10菌株可以作为潜在的优秀的生防制剂用于防治稻瘟病。

新发现一个稻瘟病抗性基因

近日,中国水稻研究所种质资源研究创新团队利用全基因组关联分析鉴定了一个水稻稻瘟病抗性基因,并通过遗传学及生理生化实验揭示其抗病分子机制。该研究有助于深入理解植物抗病分子模型,同时也为水稻抗病品种的选育提供理论参考。相关研究成果发表在《植物通讯(Plant Communications)》。

抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定

【目的】开展抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定,为育成持久、广谱抗病优质杂交水稻新品种提供优异的遗传资源和技术参考。【方法】利用分子标记辅助选择和回交育种技术,将持久、广谱的抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm导入恢复系桂R1703,获得了单基因、双基因和三基因导入系,并对其进行稻瘟病鉴定和农艺性状调查,分析不同抗稻瘟病基因间的抗性效应及抗性基因导入对受体亲本农艺性状的影响。【结果】通过对杂交后代和回交群体的Pi1、Pi2和Pigm基因相关分子标记检测,发现抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm已成功导入到桂R1703中,筛选获得7个携带有抗稻瘟病基因且抗性和农艺性状综合表现优良的导入株系,表现出较强的稻瘟病抗性。单基因导入系中,抗稻瘟病基因的抗性效应排序为为Pigm>Pi2>Pi1;双基因和三基因导入系的稻瘟病抗性均强于单基因导入系,尤其以三基因导入系抗性最强,不同基因聚合的抗性效应排序为Pi1+Pi2+Pigm>Pi2+Pigm>Pi1+Pigm>Pi1+Pi2。7个瘟病抗性基因导入株系与桂R1703在穗长和千粒重方面无显著差异(P>0.05,下同),有2个瘟病抗性基因导入系的株高显著高于桂R1703(P<0.05,下同);有1个瘟病抗性基因导入系的单株有效穗显著高于桂R1703;有3个瘟病抗性基因导入系的单穗总粒数显著高于桂R1703;有5个瘟病抗性基因导入系结实率显著低于桂R1703;有2个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著低于桂R1703;有4个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著高于桂R1703。【结论】通过分子标记辅助选育可有效聚合多基因(Pi1、Pi2和Pigm基因),使恢复系桂R1703的稻瘟病抗性得到明显提升,获得一系列抗稻瘟病且与亲本其他性状相近的遗传材料,可作为亲本材料用于选育抗病优质的杂交稻。

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。

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。

常规籼稻品种的稻瘟病抗性基因及穗颈瘟抗性分析

【目的】明确常规籼稻品种资源所携带的稻瘟病抗性基因及抗性效应。【方法】利用PARMS SNP分型技术,检测14个稻瘟病抗性基因在121份常规籼稻品种中的分布情况,并进行田间穗颈瘟自然鉴定,分析基因型和抗性的关系。【结果】大多数供试品种携带2~6个稻瘟病抗性基因,Pi46和Pia的检出率较低,分别为3.3%和7.4%;Pi54和Pi5检出率较高,分别为86.0%和67.8%;所有供试品种均不携带Pi9、Pigm、Pik-m和Pik。田间抗性鉴定结果表明,供试品种的穗颈瘟抗性普遍较弱,但广东品种的穗颈瘟抗性明显好于广西品种的;携带的抗性基因数量与穗颈瘟抗性间相关性不显著;Pi2和Pid3对穗颈瘟抗性贡献显著,优势比值分别为5.98和7.50;Pi2+Pid3+、Pi2+Pi33+和Pid3+Pi33+组合的田间穗颈瘟抗性表现较好。【结论】本研究结果为两广籼稻区稻瘟病抗性基因聚合育种的亲本选择提供了理论支持,为常规稻的合理布局提供了科学参考。