湖北省稻瘟病重發(fā)區(qū)病菌群體致病性分化及水稻抗瘟基因的遺傳分析.pdf

1、水稻稻瘟病是危害全球水稻生產(chǎn)最嚴(yán)重的病害之一，通過抗性品種防治稻瘟病的措施在當(dāng)前被認(rèn)為既經(jīng)濟(jì)有效又與環(huán)境相和諧，能有效地減少稻瘟病直接或間接所帶來的損失。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，含有單一抗性基因的抗性品種，長(zhǎng)時(shí)期使用后會(huì)因?yàn)榈疚敛【碌膬?yōu)勢(shì)種群的出現(xiàn)而抗性漸失，因此，通過對(duì)稻瘟病菌群體致病型結(jié)構(gòu)和遺傳結(jié)構(gòu)及其變異規(guī)律的分析；對(duì)抗性基因開展田間抗瘟性評(píng)價(jià)；同時(shí)利用不同的的水稻材料，對(duì)新的抗病基因進(jìn)行探索等研究，可以為抗性品種的合理利用、克服抗病

2、品種的感病化提供理論依據(jù)，從而長(zhǎng)期、有效地控制該病害。
　　 基于中國(guó)鑒別品種和單基因品系以及rep-Pot2-PCR指紋技術(shù)，對(duì)湖北省稻瘟病重發(fā)區(qū)病菌群體的毒性結(jié)構(gòu)及DNA指紋圖譜進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，湖北省稻瘟病菌群體具有較豐富的毒性類型，根據(jù)對(duì)中國(guó)鑒別品種的致病性反應(yīng)，2006-2010的單孢菌株可分成7群53個(gè)生理小種；根據(jù)對(duì)單基因品系的致病性反應(yīng)，2009-2010年的菌株可分成72個(gè)致病類型。不同年份的稻瘟病菌群體在

3、致病型組成上有差異，但在優(yōu)勢(shì)致病類型上沒有明顯的不同。在73%的指紋相似性水平上可將204菌株劃分成112個(gè)不同的單元型和14個(gè)遺傳譜系；14個(gè)譜系中沒有出現(xiàn)絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)譜系；不同年份稻瘟病菌群體遺傳結(jié)構(gòu)存在差異，但未發(fā)生明顯的演化。DNA指紋分析的遺傳譜系與生理小種(致病類型)之間呈復(fù)雜對(duì)應(yīng)關(guān)系。湖北省稻瘟病重災(zāi)區(qū)稻瘟菌群體對(duì)抗性基因Pi-kh的毒性頻率較低，表明Pi-kh基因在湖北省水稻稻作區(qū)有很好的利用價(jià)值。
　　 湖北省的

4、恩施、宜昌、咸寧地區(qū)，一直是湖北省水稻稻瘟病的重發(fā)區(qū)和常發(fā)區(qū)。為了明確20個(gè)抗稻瘟病基因在湖北省的抗性水平及利用價(jià)值，選擇恩施地區(qū)的金子壩和兩河口、宜昌地區(qū)的遠(yuǎn)安縣和咸寧地區(qū)的崇陽縣作為水稻稻瘟病自然誘發(fā)接種試驗(yàn)點(diǎn)，對(duì)以麗江新團(tuán)黑谷為輪回親本培育而成的持有垂直抗性基因的20個(gè)水稻單基因系進(jìn)行稻瘟病自然誘發(fā)接種。結(jié)果表明：抗性基因Pi-kh、Pi-9、Pi-20和Pi-z5對(duì)葉瘟有很好的抗性，而抗性基因Pi-a、Pi-t、Pi-ta、Pi

5、-zt、Pi-12(t)對(duì)葉瘟的抗性不好?？剐曰騊i-kp、Pi-kh、Pi-5(t)、Pi-9和Pi-z5對(duì)穗頸瘟也有很好的抗性，而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)、Pi-z對(duì)穗頸瘟的抗性不好?？偨Y(jié)3年來20個(gè)垂直抗性基因在恩施、宜昌和咸寧的抗性情況，結(jié)果表明抗性基因Pi-kh、Pi-9和Pi-z5對(duì)稻葉瘟和抗稻穗頸瘟均有良好的抗性，可以作為湖北省水稻抗性基因或抗源基因合理使用，而抗性基因Pi-t、Pi-t

6、a、Pi-zt、Pi-12(t)因?qū)Φ救~瘟和稻穗頸瘟的抗性較差，所以在推廣使用時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。
　　 利用22個(gè)稻瘟病菌鑒別菌株對(duì)600份水稻品種(系)進(jìn)行了抗瘟性測(cè)定，并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了聚類分析和品種(系)基因型推導(dǎo)?？共⌒詼y(cè)定結(jié)果表明，600份品種(系)中有252份品種(系)對(duì)鑒別菌株表現(xiàn)出穩(wěn)定的抗感反應(yīng)，且這252份品種(系)對(duì)鑒別菌株的抗譜存在明顯的多樣性。根據(jù)供試品種(系)對(duì)鑒別菌株抗感反應(yīng)型的聚類分析，可將252份品種(系

7、)劃分為15個(gè)組，各組的品種(系)對(duì)鑒別菌株的反應(yīng)型和抗性頻率存在明顯差異?；蛐屯茖?dǎo)結(jié)果表明，在252份品種(系)中，70份品種涉及14個(gè)抗瘟基因，181份品種(系)含有與已知的抗性基因都不相同的抗性因子。聚類分析結(jié)果與基因型推導(dǎo)結(jié)果不存在簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。珍科、魔王谷等10份品種(系)可作為田間抗瘟性篩選的候選材料。
　　 以抗稻瘟病的云南省地方品種魔王谷(MWG)和感稻瘟病的湖北省地方品種鄂晚8號(hào)(EW8)為親本材料，建

8、立的雙單倍體分離群體(DH)由96個(gè)株系組成，由此建立的分子遺傳圖譜包含120對(duì)SSR分子標(biāo)記。通過菌株對(duì)親本材料MWG/EW8不同的致病性反應(yīng)，從22個(gè)菌株中篩選得到5個(gè)毒性不同的鑒別菌株，利用這5個(gè)鑒別菌株對(duì)DH系進(jìn)行人工注射接種，考察該DH群體對(duì)稻瘟病的抗性。把DH系每一株系的病級(jí)數(shù)據(jù)輸入到DH群體的分子標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用MAPMAKER/EXP3.0軟件采用區(qū)間作圖法對(duì)抗稻瘟病數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)進(jìn)行檢測(cè)，共鑒定出3個(gè)抗性QT