利用分子标记辅助选择改良闽恢3301稻瘟病抗性

【目的】改良三系杂交籼稻强势恢复系闽恢3301的稻瘟病抗性,以提高其在生产中的应用价值。【方法】以75-1-127和C101A51为稻瘟病主效基因Pi9和Pi2的供体亲本,以闽恢3301为受体亲本,通过杂交、多代回交和自交,结合分子标记辅助选择和田间选择的方法,将供体亲本的Pi9和Pi2基因导入闽恢3301中,改良其稻瘟病抗性。利用21个福建近年流行的稻瘟菌菌株及其混合菌液对闽恢3301改良系进行人工接种抗性鉴定,并连续两年在上杭茶地病圃进行田间自然诱发抗性鉴定。将闽恢3301改良系和闽恢3301分别与三系不育系荟丰A和广8A及两系不育系GRD-7S进行测配,考察其农艺性状,以闽恢3301为父本的杂交组合为对照。【结果】通过利用Pi2/9分子标记对抗病基因进行跟踪选择,最终获得含Pi9和Pi2的闽恢3301改良系(闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2)各20份。除闽恢3301-Pi9对SH17004菌株表现为中感外,闽恢3301-Pi9对其他20个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病,且闽恢3301-Pi2对21个稻瘟病菌株及于2016和2017年在田间自然诱发鉴定中均表现出抗病或高抗,二者抗性达到甚至超过两供体亲本75-1-127和C101A51的抗性水平,但闽恢3301对7个稻瘟病菌株表现感病,对1个菌株表现中感,对其他菌株则表现中抗或抗病,且田间自然诱发鉴定中均表现高感,说明闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性水平得到有效提高。除RGD-7S×闽恢3301-Pi9和RGD-7S×闽恢3301-Pi2组合的单株产量分别极显著(P<0.01)高于相应的对照组合外,其他以闽恢3301改良株系为父本的杂交组合在株高、穗长、分蘖数、千粒重、单株产量和结实率上无显著差异(P>0.05),表明闽恢3301-Pi2和闽恢3301-Pi9在培育稻瘟病抗性杂交水稻组合上具有广阔的应用前景。【结论】闽恢3301-Pi9和闽恢3301-Pi2抗性得到有效提高的同时在农艺性状和配合力等方面保持了闽恢3301及其组合的主要特性,说明利用Pi9和Pi2基因可有效改良闽恢3301的稻瘟病抗性,不仅拓宽了稻瘟病抗谱,还不影响闽恢3301的配合力,二者可作为新的水稻材料进行推广应用。

利用形态学性状及SSR分子标记鉴定水稻优良恢复系闽恢3301的亲代来源

闽恢3301是一个优良籼型恢复系,系谱记载闽恢3301选自明恢86与绵恢436的杂交后代,但一些数据不支持这一亲缘关系。在田间观察显示,闽恢3301一些性状与R527较为类似,而与明恢86相似的特征较少。为了解闽恢3301的遗传来源,比较分析闽恢3301、R527、绵恢436和明恢86的30个形态性状以及712对SSR分子标记特征。方差分析多重比较结果表明,闽恢3301的形态性状与R527或绵恢436较为相似,与明恢86多数形态性状上存在显著或极显著差异。基于形态性状的聚类分析表明,在欧氏遗传距离为8.99处,闽恢3301、R527、绵恢436被分为一类群,明恢86单独为一类。712对SSR分子标记分析结果表明,闽恢3301与R527、绵恢436、明恢86的遗传距离分别为0.140、0.145和0.337。4份恢复系间基于分子标记遗传相似性的聚类分析结果与基于形态学的聚类结果一致。闽恢3301的标记带完全来源于绵恢436和/或R527。综上所述,闽恢3301并不是系谱记载的明恢86与绵恢436的杂交后代,而是来源于绵恢436与R527的杂交后代。

“闽恢3301”系列杂交稻新组合引种试验和高产示范栽培技术

"闽恢3301"系列杂交稻新组合:天优3301、谷优3301、Ⅱ优3301,于2010、2011、2012年通过国家农作物品种审定委员会审定。海南省从2010年陆续引进参加省级区域试验和生产试验,表现产量高、抗性强、适应性强,于2013、2014年通过海南省农作物品种审定委员会审定,在海南省琼海市、三亚市、儋州市、文昌市、琼山市、乐东县等市县进行高产栽培示范,均表现突出。在介绍"闽恢3301"系列杂交水稻新组合区域试验,生产试验和高产示范效应的基础上,总结了其高产栽培技术要点。

229份水稻品种及重要育种材料抗稻瘟病Pik位点基因型鉴定

Pik位点包含Pi-k、Pi-km、Pi-kp、Pi1、Pi-kh等抗稻瘟病等位基因,在我国水稻抗病育种中具有重要应用价值。本研究对229份水稻品种及重要育种材料的Pik位点进行基因型鉴定。利用K/N-单元型分子标记对水稻材料Pik位点进行多态性分析,鉴定了80份材料为K1K2功能性基因型。进一步通过Pi-k、Pi-kp和Pi1功能分子标记检测,结合功能多态位点序列分析,从80份K1K2型材料中,鉴定了黑稻、京虎B为Pi-k基因型;软米谷为Pi-kp基因型;恩恢99-64为Pi1基因型。研究还发现,高配合力强优恢复系闽恢3301的Pik位点为功能性K1K2基因型,其K1K2片段的序列与已克隆Pi-k、Pi-km、Pi-kp、Pi1、Pi-kh等位基因的序列存在差异,表明闽恢3301的Pik位点可能存在一个新等位基因。本研究明确了229份水稻材料Pik位点的K/N-基因型,结果可为水稻抗稻瘟病育种和品种合理布局提供参考。