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由病原菌Magnaporthe grisea Barr.(无性态:Pyricularia grisea Sacc.)引起的稻瘟病是世界性水稻病害之一,严重影响水稻产量和质量。实践证明,培育广谱持久抗性水稻品种被认为是稻瘟病防治的有效途径。本研究在稻瘟病抗性基因功能标记的发展,水稻单片段代换系材料稻瘟病QTL的鉴定,及广谱高抗稻瘟病QTL在设计育种中的应用三个层面进行了研究和探讨,主要结果如下:
1.针对引起广谱稻瘟病抗性基因Pi-ta,Pi-d2功能变化的SNP位点,结合其序列信息,利用Primer5.0设计其功能标记,并对构建水稻单片段代换系文库的亲本材料基因型进行检测。
2.利用52个菌株对华粳籼74人工接种鉴定,初步建立针对华粳籼74的菌株鉴定体系。该体系包括来源于广东、广西、福建、湖北、吉林等地的26个菌株,华粳籼74对其中17个菌株表现为1-3级抗病;对9个表现为6-8级感病。利用该体系中的鉴定菌株对235份水稻单片段代换系材料进行人工接种鉴定,筛选出47个与华粳籼74有抗性差异的单片段代换系:其中11个表现为抗病有差异,23个表现为感病有差异,13个同时表现为抗病和感病的差异;对筛选出的47份单片段代换系进行代换作图,定位了抗稻瘟病QTL22个,10个可能为新的QTL。其中抗性QTL7个,感病QTL11个,4个存在双重性,代换片段长度在0.9cM-41.7cM之间。
3.将具有稻瘟病抗性QTL的的6个单片段代换系杂交,利用分子标记辅助选择技术,获得4个双片段聚合系。并对其中的3个双片段聚合系抗稻瘟病的聚合效应进行分析,结果表明:对于2个抗病或感病亲本,聚合后仍表现为抗病或感病;将携带有广谱高抗稻瘟病QTL的单片段代换系材料W23-07-06-05-02-02与携带有其他优良性状的水稻品系进行聚合、筛选、鉴定,共筛选到不同片段长度的聚合系14份,其中三片段聚合系2份,四片段聚合系11份,五片段聚合系1份。对各聚合系的人工接种鉴定结果表明:各聚合系均表现为1-2级抗性,抗性频率达到100%,广谱抗瘟QTLqBLAST-11-2在对其他品系的抗瘟改良中发挥了其广谱高抗的优良特性。
本研究对已克隆的广谱稻瘟病抗性基因Pi-ta,Pi-d2功能标记的设计开发,将为稻瘟病抗性育种提供强有力的技术保障;对水稻单片段代换系材料进行稻瘟病QTL的鉴定,将为稻瘟病抗性育种提供宝贵的种质资源;对稻瘟病QTL聚合效应的分析,将为更好的利用抗性基因提供参考依据;对广谱高抗QTL与其他优良品系聚合,将为水稻抗稻瘟病设计育种,广谱持久高抗水稻新品种的培育奠定良好的理论和实践基础。