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水稻(Oryza sativa L.)是全世界超过一半人口的主食。褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal, BPH)是水稻最为严重的虫害之一。利用水稻抗性基因培育抗虫品种被认为是目前最经济、有效地防控该虫害的策略。本试验拟发掘和定位新的抗褐飞虱基因,并建立多个抗性基因的分子标记辅助选择(Marker-assisted selection, MAS)体系,结合常规育种的方法将这些基因导入到优良水稻品种中,为培育出高抗褐飞虱的杂交水稻组合提供理论依据和中间材料。主要结果如下：1.利用源于药用野生稻(Acc.100896)的抗虫渗入系IR02W101与感虫亲本珍汕97(ZS97)发展的BC1F2：3分离群体,构建了一张含有174个SSR标记的水稻全基因组遗传连锁图,并进行了褐飞虱抗性QTL的定位。在第4染色体短臂和第3染色体长臂上分别定位了两个主效抗性QTL,命名为QBph4和QBph3,解释了21.30%和19.85%的遗传变异,来自IR02W101的等位基因均对褐飞虱抗性起加性贡献作用。进一步构建两个位点的近等基因系(NIL)和种植大群体(BC2F2)筛选重组单株,将QBph4精细定位于约33 Kb的区间。通过比对该区段几个紧密连锁的基因,发现QBph4位于Bphl5下游约300 Kb,Bph20上游约1.5 Mb。将QBph3精细定位于约90 Kb的区间,在Bphl4上游约100 Kb。通过MAS和回交育种相结合的方法,将这两个基因以及Bph14和Bphl5单独导入或两两聚合到ZS97中,获得了四个基因的BC3F2渗透系(IL)和两个聚合家系(PL)。苗期抗性结果表明,QBph4和QBph3聚合家系的抗性最强,且不同的基因型组合的抗性存在差异,其效应大小顺序为：QBph4/QBph3> QBph4≥ Bph14/Bph15≥QBph3≥ Bph15≥Bph14>ZS97(不含抗性基因)。这些基因的精细定位为下一步的图位克隆和功能分析及抗虫机制研究奠定了基础,同时为改良褐飞虱抗性提供了理论依据和中间材料。2.利用MAS,将主效抗褐飞虱基因Bphl4(14)、Bphl5(15)、Bph18(18)分别导入或聚合到优良恢复系明恢63和93-11及它们所配的杂交稻组合中,获得了一系列含有单基因、双基因和三基因的NIL、PL及基因聚合杂交稻。通过褐飞虱抗性鉴定(苗期和成株期抗性鉴定、褐飞虱蜜露量测定和存活率测定)综合评价这些基因在恢复系和杂交稻背景的基因效应及互作关系,为这些基因在生产上的应用提供理.论基础和中间材料。抗性结果表明：三基因的聚合家系的抗性最强(与抗虫对照B5抗性一致),双基因聚合家系次之,单基因家系再次之,而不含基因的对照抗性最弱(与感虫对照TN1一致)。三个基因均为主效抗褐飞虱基因,各基因型组合的效应从高到低的顺序为：14/15/18≥14/15>15/18≥15>14/18≥14≥18>不含抗性基因的对照。Bph14和Bph15在恢复系明恢63和93-11及其杂交稻背景下存在很强的加性互作,即聚合家系的抗性明显高于任何一个单基因家系的抗性;Bph15和Bph18在93-11及其杂交稻背景下的基因加性效应次之,而Bph14和Bph18之间没有加性效应。纯合基因型组合的抗性稍高于其对应的杂合基因型组合的抗性,即基因聚合杂交稻的抗性比相应的聚合恢复系的抗性低;单基因恢复系为中抗水平,而单基因杂交稻一般为中抗到中感的水平,表明这些基因可能都是不完全显性。同一基因型组合在不同杂交稻背景下的抗性没有显著差别,表明这些基因的效应受到遗传背景的影响较小。Bph14、Bph15和Bph18均介导了抗生性,能显著降低褐飞虱的取食率和存活率,从而表现为苗期和成株期抗性;Bph15还可能介导了耐受性,Bph15单基因家系或杂交稻在成株期接虫30 d后仍然表现为中抗及以上。在田间自然条件下,基因聚合家系及其杂交稻的抽穗期、株高等农艺性状与对照差异不显著,产量与对照相仿或略高于对照。3.在田间抗性方面,Bph14和Bph15基因聚合杂交稻的褐飞虱虫量在整个褐飞虱发生时期一直处于非常低的水平(平均小于500头每百蔸),而对照(不含抗性基因的常规杂交稻)的褐飞虱虫量达到平均2000头每百蔸以上(已经超过防治标准),说明聚合杂交稻能显著抑制褐飞虱群体数量,减少农药的使用,节约成本并提高产量。4.同时聚合Pi1、Pi2以及Bph14、Bph15的基因聚合杂交稻组合(华1971A/华恢644等四个组合),田间穗颈瘟发病率明显降低,褐飞虱苗期抗性和大田抗性显著增强,且在自然条件下产量等于或高于对照,初步表明是一些较有希望的苗头组合。5.利用已经定位的褐飞虱抗性基因的染色体位置信息,设计这些基因的分子标记(SSR和InDel),并利用分子标记在分离世代跟踪目标基因,结合抗性鉴定结果判断分子标记与基因的连锁关系,从而构建这些抗性基因的高效MAS体系。结合常规回交育种,将多个主效抗褐飞虱基因(Bph10、Bph17、Bph20和Bph21)分别导入到感虫亲本ZS97中,初步获得了一系列褐飞虱抗性明显增强的基因渗入系和改良家系。