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。

水稻Pik位点五个等位基因特异分子标记的开发及应用

由于绝大多数水稻亲本的稻瘟病抗性基因组成不清楚,等位基因间的高度同源,导致分子标记辅助选择技术在水稻抗病育种中的应用受到限制。本研究首先分析了稻瘟病抗性基因Pik位点11个等位基因编码区的核苷酸序列,筛选出Pikp-1、Pikh-1、Pik-1、Pikm-1和Pi1-1特异的多态性位点,再与水稻资源中心(Rice Resource Center)中155个水稻基因组进行比对分析,在序列特异性最强的位置设计引物,成功地为这5个等位基因开发出了特性的分子标记。以24个抗稻瘟病单基因系为对照,应用这些分子标记,明确了109个水稻亲本中含有Pik-1、Pikh-1、Pikp-1、Pi1-1和Pikm-1基因的材料分别有0、1、5、14和20个。对‘绵恢365’中的Pi1基因测序,验证了分子标记的有效性及准确性。本研究为Pik位点在水稻抗稻瘟病育种中的应用提供了明确的亲本资源和可靠的分子标记。

稻瘟病抗性位点Pik-InDel分子标记开发及其在育种上的应用

水稻Pik位点含有至少6个抗病基因,它们都包含在该位点功能区域中。因此,有效区分出功能区域是鉴定该基因座功能基因的首要条件。本研究通过对水稻抗稻瘟病Pik基因座上已克隆的功能基因,包括Pik、Pi-k^p、Pi-k^h、Pi-1、Pi-k^m和Pi-k^s及非功能基因序列的相互对比,鉴定到Pik基因座特异的核苷酸差异,开发了基于PCR技术的Pik基因座的插入/缺失(insert-deletion, InDel)标记,能有效地将Pik上功能基因与其它非功能基因的基因座区分开。利用Pik基因座的分离群体进行标记选择与接种鉴定,结果表明Pik-InDel标记能精确的选择出Pik功能基因座。用Pik-InDel标记对20份重要水稻不育系进行分子检测,该标记能准确地将抗性基因座与其它非抗病基因座区分开来,这为筛选水稻稻瘟病抗性种质资源,以及抗性标记辅助抗病育种提供了便利。