利用分子标记辅助选择聚合Xa4、Xa23和Pi9基因

利用常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将高抗水稻白叶枯病Xa4和Xa23基因、广谱高抗稻瘟病Pi9基因聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。选用广西具有代表性的13个稻瘟病菌株、白叶枯病广致病型菌系P6和中国7个流行菌系对杂交后代进行人工接种鉴定,结果表明,聚合了Xa4、Xa23和Pi9基因的株系09-371、09-375能同时抗白叶枯病和稻瘟病,对白叶枯病抗谱和抗性水平与供体材料W7相当,对稻瘟病的抗性与供体亲本75-1-127水平相当。Xa4、Xa23和Pi9三基因纯合株系可以作为水稻育种的多抗供体材料。

分子标记辅助选择聚合Xa23,Pi9和Bt基因

利用分子标记辅助选择将高抗水稻白叶枯病的Xa23基因、广谱高抗稻瘟病的Pi9基因、抗水稻螟虫和稻纵卷叶螟的Bt基因聚合到同一株系中,获得了三基因聚合的纯合株系。病、虫抗性鉴定结果显示:聚合了Xa23、Pi9和Bt基因的株系HB1471、HB1473能同时抗白叶枯病、稻瘟病和稻纵卷叶螟;与Xa23、Pi9基因的供体材料L10相比,对白叶枯病和稻瘟病的抗谱相同、抗性水平相当;对稻纵卷叶螟抗性与Bt基因的供体亲本MH63-Bt水平相当。Xa23、Pi9和Bt三基因纯合株系可以作为水稻育种的多抗供体材料。

分子标记辅助培育水稻抗白叶枯病和稻瘟病三基因聚合系

水稻的白叶枯病和稻瘟病是水稻的两大主要病害，通过分子标记辅助选择与传统的杂交、自交相结合的方法，将抗稻瘟病的Pi9（t）基因和抗白叶枯病的Xa21及Xa23基因聚合到同一株系中，经多代大田或／和温室接菌鉴定、室内标记选择和田间农艺性状的筛选，获得了4个三基因聚合且农艺性状优良的株系L17-L20。用不同国家和地区的20个稻瘟病小种、中国流行的7个白叶枯病菌系c1-c7以及安徽省流行的白叶枯病菌系进行大田或，和温室抗病性鉴定，结果显示，株系L17-L20对20个稻瘟病小种均表现出抗性，抗性水平与Pi9（t）基因的供体亲本75-1-127相当，抗谱相同；对白叶枯病的抗性和抗谱与Xa23基因相似，不论在苗期还是在成株期均抗白叶枯病。与Xa21、Xa23基因的供体亲本M12和CBB23相比，成株期的抗性水平有所增强。利用多重PCR技术，在同一PCR反应中可同时选择Pig（t）和Xa21基因，提高了PCR选择效率。

多基因聚合抗病虫水稻恢复系的创制及鉴定

螟虫、稻瘟病及白叶枯病是水稻主要病虫害,单纯依靠化学防治、单个抗性位点改良效果不佳。生产实践表明,借助分子标记辅助选择技术,创制具有复合抗性的多基因聚合水稻新材料是抵御多种病虫害、保障水稻安全生产的有效途径。以水稻强优恢复系R900为受体,转Cry1Ab基因材料mfb-MH86为抗虫供体、携带Pi9和Xa23基因的R9001为抗病供体,借助高效KASP标记等分子检测技术开展回交转育,成功将Cry1Ab、Pi9和Xa23等3个基因聚合到R900中,筛选获得YA19-1、YA48-1、YA50-1、YA103-3、YA108-8和YA109-8等6个综合性状稳定的改良恢复系新材料。农艺性状调查结果显示,与R900相比,改良新材料的株高均显著或极显著降低,除YA103-3外,其他材料的有效穗和单株产量等性状有所改善。病虫抗性结果显示,所有改良株系的螟虫、白叶枯病和稻瘟病抗性均明显优于亲本R900。螟虫主要取食部位茎秆和叶鞘中的抗虫蛋白占总蛋白比例明显高于叶片,能够有效地降低螟虫所造成的危害。改良恢复系杂交组合丰产性评价试验显示,组合晶4155S/YA19-1、广湘24S/YA48-1、广湘24S/YA103-3、Y58S/YA19-1表现为增产,其中Y58S/YA19-1增产幅度最大。对Y58S所配组合进行螟虫抗性鉴定,与Y58S/R900相比,其抗性明显提高。研究结果为选育适宜长江中下游稻区的抗病虫高产新组合提供了科学依据和材料储备。

分子标记辅助培育双抗稻瘟病和白叶枯病杂交稻恢复系

本研究利用常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将来自C750的抗白叶枯病基因Xa23和抗稻瘟病基因pi9聚合到感病杂交稻恢复系闽恢3139中。最后在回交后代中获得了4个双抗稻瘟病和白叶枯病改良系ZR21-sk1、ZR21-sk2、ZR21-sk3和ZR21-sk4,且其遗传背景恢复率达96%以上。用来自福建省具有代表性的24个稻瘟病菌株和白叶枯病广致病型菌系P6对改良株系进行人工接菌鉴定,结果表明,聚合了Xa23和pi9基因的改良系同时抗稻瘟病和白叶枯病,且抗性与抗谱与供体亲本C750相似。农艺性状分析显示,改良株系所配组合基本保持闽恢3139的农艺性状和配合力,可直接应用于生产或作抗性育种亲本。

分子标记辅助选育聚合抗稻瘟病基因和抗白叶枯病基因的水稻改良新恢复系

本研究选择三个新育成杂交水稻恢复系闽恢3189、闽恢3229和闽恢6118为受体亲本,以携带抗稻瘟病主基因Pi9的C750和抗白叶枯病主基因Xa23的C682为供体亲本,利用分子标记辅助选择和田间鉴定选择相结合方法,经过多代回交、自交,获得8个导入Pi9或Xa23或Pi9+Xa23的水稻恢复系分子改良系。以19个福建近年稻瘟菌优势菌株和一个白叶枯病强致病菌株P6进行人工接种,结果表明,Pi9或Xa23的导入明显提高了水稻恢复系分子改良系的稻瘟病或白叶枯病抗性。分子改良系及其杂交组合的有效穗数、千粒重和单株产量等与受体亲本及其杂交组合的相关农艺性状无明显差异。这些抗性分子改良系有望升级原有受体亲本,在生产中具有良好应用前景。

水稻两系不育系1892S抗白叶枯病和抗稻瘟病分子改良

以高配合力和抗倒能力强的光温敏两系不育系1892S为轮回亲本,与含抗白叶枯病Xa23基因和抗稻瘟病Pi9(t)基因的稳定株系7J278多代回交,连续自交、经系谱选择、花粉镜检、抗性鉴定和测交,结合分子标记辅助选择,获得1个携带两个抗性基因纯合的稳定光温敏核不育系N779S。利用中国7个流行白叶枯病菌株C1-C7和Xa23基因专化小种PXO99进行接种鉴定,N779S表现为R,受体亲本表现为S。苗期以15个稻瘟病流行小种进行接种,N779S抗性级别为0~1级,抗性水平明显高于受体亲本;在3个稻瘟病重发区种植,N779S穗发病率级别为2~5级,而受体亲本为7~9级。以改良系N779S为母本配置的杂交组合F1,对白叶枯病和稻瘟病的抗性水平均明显高于对照,同时表现出良好的配合力水平。表明Xa23基因和Pi9(t)基因不论是在纯合还是在杂合状态下,都能表现出良好的抗病能力。长日高温环境下花粉镜检结果显示,N779S为无或少花粉败育类型;农艺性状观察显示,改良株系与受体亲本在植株形态上差异不明显,但利用行业标准分析48个遗传位点,仍存在3个位点差异,表明改良系N779S与受体亲本不属于同一个品种。