稻瘟病主效抗性基因近等基因系的構建及育種效用評價

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1、EstablishingNearIsogenicLinesofMajorRiceBlastResistanceGenesandEvaluationonItsApplicationinBreedingByAThesisSubmittedtoYangzhouUniversityinPartialFulfilmentofRequirementsForTheMasterateDegreeofAgriculturalSciencesSupervisedbyProf．ZhangHongxiandProf．PanXuebiaoYangzhouUniversityYangzhou，225009，RR．Ch

2、inaMay2012稻瘟病主效抗性基因近等基因系的構建一價摘要稻瘟病由病原菌Magnaporthegrisea引發(fā)，是水稻三大病害之一，嚴重影響水稻產量和品質，培育種植抗病品種是減輕稻瘟病危害的最為經濟有效的方法。稻瘟病病菌變異性高、致病性分化嚴重，可能導致抗性品種在生產上種植三年左右便會喪失抗性，這是稻瘟病抗性品種選育的一大難題。已有研究表明，同一基因位點的不同復等位基因抗譜及小種?；剐源嬖诤艽蟛顒e，而相對廣譜的主基因控制的質量抗性和微效基因控制的數量抗性是稻瘟病持久抗性的遺傳基礎。廣譜抗瘟基因對多個稻瘟菌生理小種表現抗性，不同的稻瘟病抗性基因間具有一定的互補性，多個主效廣譜抗瘟基因的

3、聚合可以增強品種的抗性。因此，開發(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，通過分子標記輔助選擇，構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，為建立稻瘟病抗性基因的利用策略提供科學依據。主要研究結果如下：1．對采自廣東、江蘇、海南、湖北和浙江五個生態(tài)區(qū)的穗頸瘟標樣，通過單孢分離的方法獲得了204個單孢菌株，利用中國的七個鑒定品種進行苗期鑒定。結果顯示，廣東的優(yōu)勢菌群是ZB菌群，優(yōu)勢小種是ZBl5；江蘇的優(yōu)勢菌群是ZD

4、和ZG菌群，優(yōu)勢小種是ZDl、ZGl；海南的優(yōu)勢菌群是ZB和ZG菌群，優(yōu)勢小種是ZBl和ZGl；浙江的優(yōu)勢菌群是ZB和ZG菌群，優(yōu)勢小種是ZBl5和ZGl；湖北的優(yōu)勢菌群是ZB菌群，優(yōu)勢小種是ZBl5?？傮w來看，小種分布相對比較豐富，A．F種群均有出現，其中ZBl5在分布范圍及毒力表現方面有較大優(yōu)勢，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，對日本的單基因系品種、麗江新團黑谷系列近等基因系、C039系列近等基因系以及谷梅4號和IR64等27個明確有稻瘟病抗性基因的材料進行接種鑒定，發(fā)現在遺傳背景不同(可能含有其它稻瘟病抗性基因)的情況下，Pf．

5、J、Pf．2、尸f一33、Pi-gm和尸f-砌等有相對較寬的抗譜，其抗性頻率分別為89．7％、92．7％、80．0％、91．9％$1388．5％。3．針對尸“、尸f．2、Pi-gm和Pf．33等4個稻瘟病廣譜基因，以廣占63S、97S、R609和R084等4個優(yōu)良材料為輪回親本，通過分子標記輔助選擇，構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個代表性菌株苗期接種顯示：尸f．J、尸f一2、Pi-gm有相對較寬的抗譜(抗性頻率為70％．80％)，明顯寬于尸f．33(抗性頻率為50％．60％)；同為Pi-z基因座的復等位基因Pf。2、Pi-gm抗譜有明

6、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Pf．2低10％左右；Pi—J與尸f．2、Pi-gm的抗譜重疊度為50．60％，表現出互補性較強的特點。聚合研究結果顯示尸f．J伊f．2抗譜范圍為90％．95％，Pi．1／Pi-gm抗譜范圍為87％．92％，表達的抗性明顯優(yōu)于單基因系的表現。遺傳背景恢復率分析和農藝性狀調查結果顯示大部分NILs均恢復到輪回親本水平，具有重要育種價值。4．為系統(tǒng)研究Pf五基因座不同復等位基因(包括Pi．Z、Pi．zt、Pi一2、Pi．9、Pi一26、Pi一40和Pi-gm)的抗譜變化，以及與Pf．j、A．砌、Pf．3珀勺互作效應

7、，以揚稻6號(秈稻)冪N07GY31(粳稻)兩個優(yōu)良品種為輪回親本，通過標記輔助選擇的方法，針對上述lO個基因構建了系列近等基因系，分別獲得了純合單株(BC3F2世代)，為后續(xù)的工作奠定良好基礎。關鍵詞：稻瘟病；生理小種；抗性基因；近等基因系；標記輔助選擇EstablishingNearIsogenicLinesofMajorRiceBlastResistanceGenesandEvaluationonItsApplic