稻瘟病抗病基因Pi-k^h功能标记的开发及江苏粳稻品种中Pi-k^h的变异

稻瘟病抗病基因Pi-kh是对稻瘟病菌具有广谱抗性的一个重要基因。根据Pi-kh感病基因和抗病基因序列存在143bp插入的特征,设计了InDel标记FM143。Tetep具有抗病基因Pi-kh,分子标记FM143PCR扩增带型为非插入带型,而不携带Pi-kh的材料的带型为插入带型。利用该标记对Tetep与宁9108的F2群体进行分析,结果表明该标记能准确区分Pi-kh、Pi-kh纯合及杂合基因型,标记基因型符合1∶2∶1比例,没有发生偏分离现象。利用该标记对65份江苏省历年来大面积推广的粳稻品种和64份粳稻品系进行检测,筛选出具有非插入带型的粳稻品种19份、粳稻品系22份。进一步对江苏省粳稻品种中Pi-kh位点进行测序,发现江苏粳稻品种(系)Pi-kh基因座位与Tetep和已经登录的Pi-kh序列相比在102bp处存在一个单碱基的变异(由G突变为C),使得谷氨酸变异为天门冬氨酸,且该变异高度保守。将江苏省粳稻品种中发现的Pi-kh位点的等位基因暂定名为Pi-khJSJ。

利用分子标记辅助选择聚合水稻抗病基因Pi-ta、Pi-b和Stv-b^i

水稻稻瘟病和条纹叶枯病是长江中下游粳稻稻区两大主要病害,选育抗病品种是防治这两大病害最有效的方法。以同时含有稻瘟病抗病基因Pi-ta和Pi-b的武运粳8号,含有条纹叶枯病抗病基因Stv-bi的镇稻42为基因供体配置杂交组合。利用Pi-ta和Pi-b的基因标记和Stv-bi紧密连锁的分子标记对分离世代进行基因位点的检测,结合田间多代选育、抗性鉴定将3个抗病基因同时转育到高产品种中,选育出高产、优质、多抗水稻新品系74121。利用分子标记辅助选择,为选育多抗水稻新品种提供了一种简单、快捷的选择方法,同时也为水稻抗病育种提供了新的遗传资源。

利用分子标记辅助选择聚合水稻Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因

近年来,优良食味粳稻品种南粳46、南粳5055和南粳9108在江苏等地大面积推广,促进了优质稻米产业的发展。但这些品种均不抗稻瘟病,且缺乏适合在淮北地区种植的中熟中粳型优良食味粳稻品种。本研究以同时携带稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的江苏抗病、高产粳稻品种武粳15为母本,携带低直链淀粉含量基因Wx-mq的优良食味粳稻品种南粳5055为父本配置杂交组合进行聚合育种。利用Pi-ta和Pi-b基因的分子标记多重PCR体系以及Wx-mq基因的四引物扩增受阻突变体系PCR检测技术,分别在不同的分离世代对目标基因位点进行检测,结合田间多代选育、抗性鉴定和籽粒胚乳外观鉴定,成功地将Pi-ta、Pi-b和Wx-mq基因聚合于一体,选育出稻瘟病抗性好、食味品质优、产量高的水稻新品系"南粳0051",适合在江苏省淮北地区种植。本研究将三套自主研发的PCR检测体系成功应用于分子标记辅助选择,不仅为水稻多基因聚合育种提供了快捷、高效的选择方法,也为水稻抗病、优质育种创制了新的种质资源。

利用Pi-1基因邻近SSR标记鉴定稻瘟病抗性

Pi-1是具有广谱抗性的水稻显性主效抗稻瘟病基因,位于水稻11号染色体末端。本研究选择靠近此处的SSR标记15对,用含有Pi-1基因的Lac23与不含Pi-1基因恢复力强的N优69-1进行检测。检测出有差异条带5对引物,分别为RM224、RM254、RM2136、RM6094和RM6293。另外,以N优69-1为母本,以LAC23为父本进行杂交至F8代群体,利用上述差异分子标记,在F8趋亲单株中选择与Lac23标记一致的单株,与田间稻瘟病鉴定结果相比较。结果显示,RM6293对含有Pi-1基因材料的选育有较大的准确度,其次为RM254>RM224>RM2136>RM6094。本实验与其它研究不同的是采用了F8代群体,认为多次自交重组后的遗传稳定株系才可能得到稳定的标记。

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。

稻瘟病抗性基因Pi-km的分子标记的选择

【目的】比较稻瘟病抗性基因Pi-km的不同分子标记,筛选能真实反映其表型的分子标记用于辅助育种选择。【方法】本研究利用与稻瘟病抗性基因Pi-km紧密连锁的1个SNP标记及Pi-km基因内部的2个Indel标记,对62份2012年长江上游国家水稻区域试验材料和97份陕西省水稻区试材料进行了基因型分析,并结合这些材料的稻瘟病抗性的田间鉴定结果,分析了基因型与抗病性之间的关系,对不同的分子标记辅助育种选择进行了评价。【结果】2类标记检测的基因型不完全一致,基于Pi-km基因序列设计的标记比与其连锁的标记作为辅助育种选择更准确。【结论】Pi-km基因的稻瘟病抗性与基因型有关,基因型为M1-M2-的材料比其他基因型材料抗病性趋势更强。

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。

稻瘟病抗性基因Pi-1连锁SSR标记的筛选和应用

根据稻瘟病抗性基因Pi 1在水稻物理图谱和水稻微卫星 (SSR)遗传图谱上的位置信息,获得在抗性供体亲本(LAC23)与受体亲本(珍汕 97B、金山B 1和金山S 1)间扩增产物表现出多态性的SSR标记MGR4766,它与Pi 1的遗传距离仅为 1. 3cM;分子标记辅助选择选择准确性验证表明:RM224对Pi 1选择的准确率可达 90%以上,而MRG4766对Pi 1选择的准确率为 98% -100%;同时利用RM224和MRG4766对Pi 1选择的准确率高达 100%.

SSR对黑龙江省主栽水稻品种抗瘟基因Pi-1的检测分析

应用水稻稻瘟病抗性基因Pi-1紧密连锁的3个微卫星标记RM144、RM224和MRG4766对黑龙江省49主栽水稻品种(系)进行抗瘟基因Pi-1检测分析。结果表明,用3个与抗瘟基因Pi-1紧密连锁的SSR标记同时对抗瘟基因Pi-1有检测是非常有效的途径,检测到富士光等14个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省水稻品种(系)中的分布情况,为分子育种、合理搭配种植品种等提供了理论依据。

利用分子标记辅助选择将抗稻瘟病基因Pi-9(t)渗入水稻恢复系泸恢17

本研究采用杂交和分子标记辅助选择技术,将亲本材料P2的水稻广谱高抗稻瘟病基因Pi-9(t)导入杂交水稻恢复系泸恢17,再利用抗稻瘟病基因Pi-9(t)的特异分子标记pB8检测该目的基因,获得68份携有Pi-9(t)基因型的回交株系。基因型鉴定表明株系WR1023、WR1043、WR1056和WR1062为均含有Pi-9(t)基因纯合的回交后代株系。表型分析表明WR1023和WR1056株系农业性状已稳定,且其株叶型、抗稻瘟病及配合力较好,我们认为可以用作育种抗性亲本材料。

利用分子标记技术聚合Pi-1和Pi-2基因改良三系不育系荣丰A的稻瘟病抗性

以籼型水稻材料BL122为稻瘟病抗性基因的供体亲本,三系不育系荣丰A的保持系荣丰B为轮回亲本,通过常规杂交、回交、田间农艺性状筛选和分子标记辅助选择相结合,将Pi-1、Pi-2两个基因导入到荣丰B中,获得5个带有两个目标基因的改良保持系纯合株系。利用广东省致病性代表的30个稻瘟病菌株进行人工接种鉴定,5个改良株系的抗性频率均为100%,而原始对照荣丰B的抗性频率仅为56.67%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的穗颈瘟均为1级,表现高抗,而对照为7级,表现感病。所有改良保持系株系与荣丰A杂交和回交进行不育系转育,根据农艺性状综合评价,筛选出不育性彻底、后期熟色好的三系不育系安丰A。利用该不育系与一批恢复系配组,其杂交稻组合均表现出良好的稻瘟病抗性和丰产性,显示出很好的应用前景。

利用分子标记辅助选择聚合Pi-1和Pi-2基因改良两系不育系稻瘟病抗性

以含广谱稻瘟病抗性基因Pi-1和Pi-2的BL122为供体,温敏核不育系GD-7S为受体,通过杂交、回交和自交并结合分子标记辅助选择,将Pi-1、Pi-2基因导入温敏核不育系GD-7S中,获得5个携带两个抗性基因的纯合改良不育株系。利用34个广东代表性稻瘟病菌株接种鉴定,5个改良株系的抗性频率为94.12%-97.06%,而对照GD-7S抗性频率仅为17.65%;自然病圃诱发鉴定5个改良株系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗。经自然条件和人工气候箱育性鉴定,改良株系与对照均为无或少花粉败育类型,自交结实率为0,说明不育起点温度与对照基本一致。统计分析表明,除剑叶长和每株穗数外,改良株系与对照在其他农艺性状方面均无显著差异。与恢复系L38杂交,改良株系的杂种F1与对照的F1大多农艺性状无显著差异,说明改良株系基本保持了GD-7S的农艺性状和配合力。

黄淮稻区推广水稻品种稻瘟病抗性基因Pi9和Pi-ta的分子鉴定

为明确Pi9和Pi-ta 2个稻瘟病抗性主效基因在黄淮稻区种植水稻品种中的分布状况,利用分子标记对60个水稻品种进行Pi9和Pi-ta抗稻瘟病基因的分子鉴定。结果表明,60个检测品种中31个含有Pi9抗性基因,9个含有Pi-ta抗性基因,郑稻18、豫农粳12号、豫稻16、泰香2号、武香粳14号和武运粳21号等6个品种携带2个抗病基因。黄淮稻区水稻育种Pi9基因利用广泛,Pi-ta基因利用较少,今后应加强Pi-ta及更多主效广谱抗稻瘟病基因的聚合利用。

云南地方稻种抗稻瘟病基因Pi-d(t)的SSR检测及鉴定

用与稻瘟病抗性基因Pi-d(t)紧密连锁的SSR标记引物RM262对云南地方核心稻种中的167个水稻品种(系)的抗稻瘟病基因Pi-d(t)进行检测。PCR扩增产物通过8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,结果显示扩增产物存在明显的多态,可分辨出4种带型;扩增产物在4%琼脂糖凝胶上只表现2种带型。选取17个品种(系)于温室接种致病菌系ZB13进行鉴定,确定PCR扩增片段大小(主带)约140和145 bp的水稻品种(系)不含Pi-d(t)基因,而扩增产物大小(主带)约150和155 bp的水稻品种(系)含有Pi-d(t)基因。实验明确了Pi-d(t)基因在云南地方核心稻种及其籼粳亚种中的分布情况,可为抗病育种和稻瘟病的防治提供理论依据。

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。

用SSR标记对部分粳稻品种抗瘟基因Pi-1的检测

用SSR分子标记RM144对黑龙江省40个粳稻品种(系)的抗稻瘟病基因Pi-1进行检测。结果表明,检测到富士光等10个水稻品种(系)含有Pi-1抗瘟基因,明确了该基因在黑龙江省部分粳稻品种中的分布情况,可为抗病育种和稻瘟病的防治提供理论依据。

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。

抗稻瘟病基因Pi-3的定位

利用CO39近等基因系中的C104PKT和A57-119及其杂交F2代为材料,在水稻第9染色体上找到了5个与Pi-3基因紧密连锁的分子标记R14,JJ113,JJ6782,JJ6242和G103,它们与Pi-3间的遗传距离分别为1.7cM,5.4 cM,16.2 cM,21.7 cM和6.9cM。

分子标记辅助筛选携带Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因的水稻种质资源

利用分子标记辅助选择技术对62份水稻种质资源进行筛选携带Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因种质资源。结果表明:经PCR检测,从中选择出含两种抗病基因的材料有10个,占16.1%,其中Xa23和Pi-1呈阳性的材料有4个,Xa23和Stvb-i呈阳性的材料有1个,Pi-1和Stvb-i呈阳性的材料有5个;含有一种抗病基因材料40个,占64.5%,其中Xa23呈阳性的材料有3个,占4.8%;Pi-1呈阳性的材料有17个,占27.4%;Stvb-i呈阳性的材料有20个,占32.3%;本试验为实现分子标记辅助选择水稻抗病育种打下了坚实的基础。

黄淮区粳稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm的分子检测

利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pikm的功能标记对2016年山东省水稻中晚熟组区试、机插秧组区试的32个参试品系及连云港农业科学院科企水稻联合体黄淮粳稻区试16个品系进行了分子标记检测,结合稻瘟病抗性接种鉴定,对基因型与表型进行相关性分析。结果表明48个品种中携带Pi-ta、Pi-b、Pi54和Pikm抗性基因的品种数分别为15个、25个、26个和21个,其中鲁资稻7号、连粳14JD24含有4个基因的抗性等位基因,YS-6-6、济稻1号、D400等13个品种分别含有3个基因的抗性等位基因,临稻10号、丰稻2号、天和糯303等8个品种不含抗性等位基因。稻瘟病鉴定结果表明,48份品种中,济稻1号、圣稻072、连粳14JD24等4个品种表现中抗(MR);临稻10、YS-6-6、圣稻053等26个品种表现中感(MS);晶稻180、临13-105、圣稻504等15个品种表现感病(S);H11-15、润农9号、晶稻160表现高感(HS)。Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm 4个抗性基因已在黄淮区粳稻抗稻瘟病育种中得到广泛应用。其中Pikm与稻瘟病抗性综合指数存在显著相关性(r=0.477 5,P<0.01)。