水稻抗稻瘟病基因的遺傳定位及抗稻瘟病褐飛虱改良.pdf

1、水稻（OryzasativaL.）是世界上最重要的糧食作物之一，也是我國大部分人民的主糧。稻瘟病(MagnaportheoryzaeB.Couch)和褐飛虱(NiaparvatalugensSt(a)l，BPH)是水稻主要的病害和蟲害。利用水稻自身的抗性基因培育出抗病和抗蟲品種被認為是目前最經(jīng)濟、有效地防控病蟲害的策略。本試驗擬發(fā)掘和定位新的抗稻瘟病基因，并建立多個稻瘟病抗性基因和多個褐飛虱抗性基因的分子標記輔助選擇(Marker-as

2、sistedselection，MAS)體系，結(jié)合常規(guī)育種的方法將這些基因?qū)氲絻?yōu)良水稻品種中，為培育出高抗稻瘟病和褐飛虱的雜交稻組合提供理論基礎(chǔ)和中間材料。主要結(jié)果如下:
　　1.利用高抗稻瘟病品種CR185與感病親本珍汕97(ZS97)雜交和回交后構(gòu)建了以珍汕97為背景的qBR-6a的近等基因系（Near-isogeniclines，NILs）。為了精細定位qBR-6a，在1900個單株的BC3F3代分離群體中用極端隱性法將q

3、BR-6a定位在標記RM527和RM19835之間。利用BC4F2代的3568個單株的遺傳分離群體來篩選重組單株，通過重組單株的后代測驗，將qBR-6a精細定位于標記PI2-4與HC26之間的100Kb區(qū)間內(nèi)。在這個區(qū)間內(nèi)有7個與抗病相關(guān)的基因，其中包含已經(jīng)克隆的抗稻瘟病基因Pi2，Piz-t和Pi9。對該區(qū)段親本的比較測序發(fā)現(xiàn)qBR-6a與Pi2，Piz-t和Pi9存在序列上的差異，qBR-6a可能屬于新的抗稻瘟病基因。
　　2

4、.利用CR185和珍汕97構(gòu)建的高世代回交群體建立了四個抗稻瘟病QTLsqBR-1a，qBR-4d，qBR-6a和qBR-12a在珍汕97背景下的近等基因系及其基因聚合家系。稻瘟病抗性試驗證明這四個QTLs對稻瘟病都有較好的抗性，且不同QTLs的聚合具有加性效應(yīng)，聚合的抗病QTLs越多，抗性越強。
　　3.利用分子標記輔助選擇，將主效抗稻瘟病基因Pi1，Pi2，D12分別導(dǎo)入或聚合到優(yōu)良保持系金23B及其雜交稻金優(yōu)402和金優(yōu)20

5、7中，獲得了一系列含有單基因、雙基因和三基因的近等基因系。通過全生育期稻瘟病自然抗性鑒定（分蘗期和抽穗期葉瘟及成熟期穗頸瘟），綜合評價了這些基因在保持系和雜交稻背景下的基因效應(yīng)及其互作關(guān)系，為這些基因在生產(chǎn)上應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和中間材料。抗性結(jié)果表明:三基因的聚合家系的抗性最強，雙基因聚合家系次之，單基因家系再次之，而不含基因的對照抗性最弱。單個基因在保持系和雜交稻背景下表現(xiàn)為Pi2的抗性最強，Pi1的抗性其次，D12的抗性最弱。而含有

6、Pi1基因近等基因系和基因聚合材料表現(xiàn)為在保持系中的抗性強于在雜交稻中的抗性，這表明Pi1可能是不完全顯性基因。在武漢田間種植條件下，基因聚合家系及其雜交稻在抽穗期、株高、分蘗數(shù)等農(nóng)藝性狀與對照差異不顯著，產(chǎn)量與對照相仿或略高于對照。在咸豐自然發(fā)病的田間種植條件下，基因聚合家系及其雜交稻在產(chǎn)量上要顯著高于對照。
　　4.利用分子標記輔助選擇，將主效抗褐飛虱基因Bph3(3)、Bph14(14)、Bph15(15)、Bph18(18

7、)、Bph20(20)、Bph21(21)導(dǎo)入或聚合到優(yōu)良保持系金23B中。獲得了這6個基因的近等基因系以及1份基因聚合材料(Bph14/Bph15)。通過褐飛虱抗性鑒定綜合評價了這些基因在保持系背景下的抗蟲效應(yīng)，為這些基因在生產(chǎn)上的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和中間材料?？剐越Y(jié)果表明:在苗期時，兩個基因聚合家系的抗性最強，單基因上Bph15的抗性最好，各基因的效應(yīng)從高到低的順序為:14/15＞15≥14≥20≥21≥3＞18＞不含抗性基因的對照