水稻抗稻瘟病種質(zhì)資源篩選評(píng)價(jià)及改造利用.pdf

1、由Magnaporthegrisea(Hebert)Barr引起的稻瘟病是世界性水稻主要病害之一。實(shí)踐證明，選育和種植抗病品種是控制該病害最經(jīng)濟(jì)有效的措施。稻瘟病菌致病性變異是導(dǎo)致水稻品種抗瘟性“喪失”的根本原因之一。因此，掌握稻瘟病菌生理小種組成、分布及其變異動(dòng)態(tài)以及水稻主栽品種抗瘟性變化動(dòng)態(tài)，對(duì)制定抗稻瘟病育種策略和指導(dǎo)抗病品種合理利用以及病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治具有重要意義?？共》N質(zhì)資源的發(fā)掘、研究與利用是水稻抗稻瘟病育種的重要基礎(chǔ)。本

2、研究在探明四川稻區(qū)稻瘟病菌生理小種組成、分布及其變異動(dòng)態(tài)和主要雜交稻品種抗瘟性變化動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有部分抗源材料的抗性特點(diǎn)、主要農(nóng)藝性狀、稻米品質(zhì)、恢、保特性、遺傳多樣性進(jìn)行系統(tǒng)的研究評(píng)價(jià)，同時(shí)采用“細(xì)胞工程技術(shù)與雜交育種技術(shù)相結(jié)合，病圃低世代材料稻瘟病抗性鑒定篩選和高世代穩(wěn)定材料恢復(fù)力、配合力測(cè)定相結(jié)合，快速創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病新材料”的技術(shù)路線，改造抗稻瘟病種質(zhì)資源的綜合農(nóng)藝性狀，創(chuàng)制可直接應(yīng)用于高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病突破性雜交稻新組

3、合選育的新材料。主要研究結(jié)果如下： 1、2002～2005年利用全國(guó)統(tǒng)一的7個(gè)鑒別品種對(duì)四川稻區(qū)477個(gè)稻瘟病菌單孢菌株進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，2002～2005年四川稻區(qū)稻瘟病菌由7群33個(gè)小種組成，其中，ZB群出現(xiàn)頻率為74.0％，為優(yōu)勢(shì)小種群，ZA群出現(xiàn)頻率為19.7％，為重要小種群。ZB13小種出現(xiàn)頻率最高(36.5％)，為優(yōu)勢(shì)小種，重要小種有ZA13(9.6％)、ZB15(8.2％)、ZB29(7.6％)、ZB31(5.7

4、％)和ZB5(5.2％)。年度間稻瘟病菌小種組成有差異，ZA群小種對(duì)水稻品種的致病力明顯強(qiáng)于ZB群和ZC群，ZA群小種出現(xiàn)頻率從2002～2003年的8.3％～3.4％上升到2004～2005年的30.3％～36.7％，達(dá)到歷史最高水平，應(yīng)引起高度重視，抗病育種策略應(yīng)重點(diǎn)針對(duì)ZA群小種。不同生態(tài)區(qū)的稻瘟病圃雅安病圃、敘永病圃、蒲江病圃稻瘟病菌生理小種組成有差異。因此，有必要在不同生態(tài)區(qū)進(jìn)行抗性鑒定，才能對(duì)水稻品種的稻瘟病抗性作出客觀全面

5、的評(píng)價(jià)。系統(tǒng)分析四川稻區(qū)歷年(1979～2005年)來(lái)稻瘟病菌生理小種組成的變化動(dòng)態(tài)和稻瘟病的流行危害情況。結(jié)果表明稻瘟病菌生理小種組成的變化與稻瘟病的流行危害密切相關(guān)，一個(gè)地區(qū)或生長(zhǎng)季節(jié)的病原菌群體，其優(yōu)勢(shì)小種(群)所占的比例越高，該地區(qū)或生長(zhǎng)季節(jié)病害發(fā)生危害就越嚴(yán)重。這對(duì)開(kāi)展稻瘟病流行危害的中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有重要指導(dǎo)意義。 2、1987～2005年系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，隨著品種單一化種植時(shí)間的延長(zhǎng)和面積的擴(kuò)大，稻瘟病菌致病性發(fā)生

6、適應(yīng)性變異，對(duì)主栽品種致病的菌系逐漸積累而成為優(yōu)勢(shì)小種(群)，先后導(dǎo)致主栽品種汕優(yōu)63和D優(yōu)63(1993)、岡優(yōu)22(2000)等相繼“喪失”抗瘟性，引起稻瘟病的流行危害。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐探索，形成了以病圃系統(tǒng)監(jiān)測(cè)主栽品種抗瘟性變化趨勢(shì)和監(jiān)測(cè)病菌潛在致病小種上升動(dòng)態(tài)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)體系，成功地對(duì)汕優(yōu)63、岡優(yōu)22等主栽雜交稻品種的抗瘟性“喪失”進(jìn)行了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，為品種合理布局和病害測(cè)報(bào)及防治提供了科學(xué)依據(jù)。2005年監(jiān)測(cè)結(jié)果表明目前四川主要

7、雜交稻品種絕大多數(shù)已“喪失”抗瘟性，應(yīng)引起高度重視，作好品種布局和稻瘟病流行危害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，并采取綜合防治措施控制稻瘟病的流行危害。進(jìn)一步研究結(jié)果表明，雜交稻組合的抗瘟性同時(shí)受恢復(fù)系和不育系的抗瘟性共同影響，只是目前生產(chǎn)上使用的主要不育系都感稻瘟病，雜交稻組合的抗瘟性主要受恢復(fù)系的抗瘟性影響。因此，提出利用恢復(fù)系抗瘟性的變化動(dòng)態(tài)間接監(jiān)測(cè)相應(yīng)系列雜交稻組合的抗瘟性變化動(dòng)態(tài)。不育系選育有更多必要性狀如育性、異交習(xí)性、稻米品質(zhì)等，選育難度較大

8、，周期長(zhǎng)。因此，雜交稻抗瘟性育種策略應(yīng)以提高恢復(fù)系抗瘟性為重點(diǎn)。 3、抗病種質(zhì)資源的發(fā)掘、研究與利用是水稻抗稻瘟病育種的重要基礎(chǔ)。本研究對(duì)經(jīng)多年鑒定篩選的97份水稻種質(zhì)資源的稻瘟病抗性、主要農(nóng)藝性狀、恢、保特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究評(píng)價(jià)。結(jié)果表明97份水稻種質(zhì)資源高抗至中抗稻瘟病，它們的主要農(nóng)藝性狀有很大差異，其中，播抽期99～132d，株高89.6～149.2cm，單株有效穗4.0～13.1穗，千粒重18.50～42.50g，穗著粒

9、數(shù)97～268粒，結(jié)實(shí)率45.83％～93.90％，單株粒重15.28～32.58g，表明這97份種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性。其中，37份種質(zhì)資源對(duì)三系不育系具有恢復(fù)性，9份種質(zhì)資源對(duì)三系不育系具有保持性。這對(duì)選育新的抗病恢復(fù)系和抗病不育系以及高產(chǎn)抗病雜交稻新組合具有重要利用價(jià)值。 4、對(duì)經(jīng)初選米質(zhì)較優(yōu)的40份水稻種質(zhì)資源的稻瘟病抗性、碾米及外觀品質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，40份供試水稻品種高抗至中抗稻瘟病，對(duì)60個(gè)菌株的抗病頻

10、率為40.0％～100.0％，其中20份的抗病頻率達(dá)80％以上。40份供試水稻品種對(duì)優(yōu)勢(shì)小種群ZB群34個(gè)菌株的平均抗病頻率為80.0％，對(duì)重要小種群ZA群21個(gè)菌株的平均抗病頻率為70.2％，對(duì)ZC群5個(gè)菌株的平均抗病頻率為80.5％。從40份供試水稻品種中篩選到24份碾米品質(zhì)和外觀米質(zhì)較優(yōu)的抗稻瘟病種質(zhì)材料，出糙率76.1％～80.9％，精米率68.7％～72.6％，整精米率35.7％～64.3％，堊白粒率5％～30％，堊白度1.2

11、％～12.7％，長(zhǎng)寬比2.7～3.6，其中，6份的碾米品質(zhì)和外觀品質(zhì)達(dá)國(guó)家三級(jí)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，4份達(dá)國(guó)家二級(jí)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)利用RAMP(randomamplifiedmicrosatellitepolymorphism)標(biāo)記對(duì)24份優(yōu)質(zhì)抗稻瘟病水稻種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，80個(gè)RAMP引物組合中，有22個(gè)引物組合可擴(kuò)增出清晰且具多態(tài)性的條帶。這22個(gè)引物組合共擴(kuò)增出108條帶，其中80條具有多態(tài)性，占74.1％，每個(gè)引物組合

12、可擴(kuò)增出1～9條多態(tài)性帶，平均3.6條。RAMP標(biāo)記遺傳相似性系數(shù)(GS)平均值為0.462(0.138～0.900)。以平均GS值0.462為閾值，可將所有供試材料劃分為6類。表明這24份優(yōu)質(zhì)抗稻瘟病種質(zhì)資源在分子水平上具有較豐富的遺傳多樣性。這些優(yōu)質(zhì)抗源材料對(duì)選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗稻瘟病新品種(組合)具有重要利用價(jià)值。 5、IRAT144是二十世紀(jì)90年代初從國(guó)際水稻研究所引進(jìn)的一份大粒型抗稻瘟病水稻種質(zhì)材料。利用具有高配合力、

13、強(qiáng)恢復(fù)力的恢復(fù)系明恢63與廣親和粳型材料02428雜交的F5代中間材料N56與抗稻瘟病大粒型材料IRAT144復(fù)交，通過(guò)低世代抗病性鑒定篩選、花藥培養(yǎng)加速穩(wěn)定、南繁北育，對(duì)抗稻瘟病材料IRAT144進(jìn)行改造利用。于2002年成功創(chuàng)制重穗型高配合力抗稻瘟病新恢復(fù)系瀘恢1345，2003年獲國(guó)家新品種保護(hù)權(quán)(品種權(quán)號(hào)：CNA20020267.7)。瀘恢1345穗長(zhǎng)24～25cm，穗著粒140粒左右，結(jié)實(shí)率85％以上，千粒重33.0～35.0

14、g。莖稈粗壯，耐肥，抗倒力強(qiáng)?；ㄋ幏蚀蠖枬M，花粉量大，有利于制種高產(chǎn)。2003～2004年，抗性鑒定結(jié)果表明，瀘恢1345葉瘟4～5級(jí)、穗瘟3～5級(jí)，對(duì)60個(gè)菌株的抗病頻率為67.8％～84.4％；對(duì)照明恢63葉瘟和穗瘟都為9級(jí)，抗病頻率14.4％～28.8％。2005年，抗性鑒定結(jié)果表明，瀘恢1345穗瘟5級(jí)、抗病頻率61.8％，所配6個(gè)雜交稻組合穗瘟都為5級(jí)、抗病頻率53.3％～73.3％，中抗稻瘟病。配合力測(cè)定結(jié)果表明，瀘恢13

15、45的單穗粒重、單株粒重和千粒重的一般配合力高，易測(cè)配出重穗型雜交稻組合。 6、利用所創(chuàng)制的新恢復(fù)系瀘恢1345與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所育成的不育系D62A配組育成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交稻新組合D62A/瀘恢1345。2003～2005年在重慶市新品種區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)中均比對(duì)照汕優(yōu)63增產(chǎn)9％以上，連續(xù)2年居參試組第一位。2005年重慶市種子管理站統(tǒng)一抽樣送農(nóng)業(yè)部稻米及其制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心測(cè)定，結(jié)果表明，D62A/瀘恢1345綜合品質(zhì)達(dá)國(guó)頒三