稻瘟病主效抗性基因近等基因系的構(gòu)建及育種效用評(píng)價(jià).pdf

1、稻瘟病由病原菌Magnaporthegrisea引發(fā)，是水稻三大病害之一，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)，培育種植抗病品種是減輕稻瘟病危害的最為經(jīng)濟(jì)有效的方法。稻瘟病病菌變異性高、致病性分化嚴(yán)重，可能導(dǎo)致抗性品種在生產(chǎn)上種植三年左右便會(huì)喪失抗性，這是稻瘟病抗性品種選育的一大難題。已有研究表明，同一基因位點(diǎn)的不同復(fù)等位基因抗譜及小種專化抗性存在很大差別，而相對(duì)廣譜的主基因控制的質(zhì)量抗性和微效基因控制的數(shù)量抗性是稻瘟病持久抗性的遺傳基礎(chǔ)。廣譜抗瘟基

2、因?qū)Χ鄠€(gè)稻瘟菌生理小種表現(xiàn)抗性，不同的稻瘟病抗性基因間具有一定的互補(bǔ)性，多個(gè)主效廣譜抗瘟基因的聚合可以增強(qiáng)品種的抗性。因此，開(kāi)發(fā)利用廣譜抗性基因是水稻抗瘟育種的重要途徑。
　　 本研究通過(guò)采集、分離不同生態(tài)區(qū)的稻瘟病菌株，分析其生理小種組成、分布及侵染特性;同時(shí)，通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇，構(gòu)建稻瘟病廣譜基因的近等基因系，利用不同生態(tài)區(qū)采集的稻瘟病菌株進(jìn)行苗期、穗期人工接種以及病圃自然誘發(fā)鑒定，研究不同抗性基因的抗譜差異，為建立稻瘟病

3、抗性基因的利用策略提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.對(duì)采自廣東、江蘇、海南、湖北和浙江五個(gè)生態(tài)區(qū)的穗頸瘟標(biāo)樣，通過(guò)單孢分離的方法獲得了204個(gè)單孢菌株，利用中國(guó)的七個(gè)鑒定品種進(jìn)行苗期鑒定。結(jié)果顯示，廣東的優(yōu)勢(shì)菌群是ZB菌群，優(yōu)勢(shì)小種是ZB15;江蘇的優(yōu)勢(shì)菌群是ZD和ZG菌群，優(yōu)勢(shì)小種是ZD1、ZG1;海南的優(yōu)勢(shì)菌群是ZB和ZG菌群，優(yōu)勢(shì)小種是ZB1和ZG1;浙江的優(yōu)勢(shì)菌群是ZB和ZG菌群，優(yōu)勢(shì)小種是ZB15和ZG1;湖

4、北的優(yōu)勢(shì)菌群是ZB菌群，優(yōu)勢(shì)小種是ZB15?？傮w來(lái)看，小種分布相對(duì)比較豐富，A-F種群均有出現(xiàn)，其中ZB15在分布范圍及毒力表現(xiàn)方面有較大優(yōu)勢(shì)，南方秈稻區(qū)以ZB群為主，江蘇粳稻區(qū)以ZG群為主。
　　 2.選用不同地區(qū)有代表性的病菌生理小種，對(duì)日本的單基因系品種、麗江新團(tuán)黑谷系列近等基因系、Co39系列近等基因系以及谷梅4號(hào)和IR64等27個(gè)明確有稻瘟病抗性基因的材料進(jìn)行接種鑒定，發(fā)現(xiàn)在遺傳背景不同（可能含有其它稻瘟病抗性基因）的

5、情況下，Pi-1、Pi-2、Pi-33、Pi-gm和Pi-kh等有相對(duì)較寬的抗譜，其抗性頻率分別為89.7％、92.7％、80.0％、91.9％和88.5％。
　　 3.針對(duì)Pi-1、Pi-2、Pi-gm和Pi-33等4個(gè)稻瘟病廣譜基因，以廣占63S、97S、R609和R084等4個(gè)優(yōu)良材料為輪回親本，通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇，構(gòu)建了系列包含不同基因的單基因NILs（BC4F3世代）。選用采集于不同生態(tài)區(qū)的104個(gè)代表性菌株苗期接種

6、顯示:Pi-1、Pi-2、Pi-gm有相對(duì)較寬的抗譜（抗性頻率為70％-80％），明顯寬于Pi-33（抗性頻率為50％-60％）;同為Pi-z基因座的復(fù)等位基因Pi-2、Pi-gm抗譜有明顯差異，其抗譜的重疊度為63.29％-74.68％，且Pi-gm的抗性頻率一般比Pi-2低10％左右;Pi-1與Pi-2、Pi-gm的抗譜重疊度為50-60％，表現(xiàn)出互補(bǔ)性較強(qiáng)的特點(diǎn)。聚合研究結(jié)果顯示Pi-1/Pi-2抗譜范圍為90％-95％，Pi-1

7、/Pi-gm抗譜范圍為87％-92％，表達(dá)的抗性明顯優(yōu)于單基因系的表現(xiàn)。遺傳背景恢復(fù)率分析和農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果顯示大部分NILs均恢復(fù)到輪回親本水平，具有重要育種價(jià)值。
　　 4.為系統(tǒng)研究Pi-z基因座不同復(fù)等位基因（包括Pi-z、Pi-zt、Pi-2、Pi-9、Pi-26、Pi-40和Pi-gm）的抗譜變化，以及與Pi-1、Pi-kh、Pi-33的互作效應(yīng)，以揚(yáng)稻6號(hào)（秈稻）和07GY31（粳稻）兩個(gè)優(yōu)良品種為輪回親本，通過(guò)標(biāo)