抗病新質(zhì)源SADAJIRA 19-303的遺傳分析及抗性基因的定位.pdf

1、稻瘟病是水稻生產(chǎn)上最主要的病害之一。實(shí)踐證明：選育和種植抗病品種是控制稻瘟病最經(jīng)濟(jì)有效的防治措施。雖然水稻育種和植物病理工作者發(fā)現(xiàn)許多水稻遺傳資源中的有效抗源，但由于地區(qū)環(huán)境和氣候的差異，造成稻瘟病菌生理小種繁多，需要培育不同的抗稻瘟病品種來(lái)滿足不同病區(qū)的抗瘟需要。因此，挖掘新的稻瘟病抗性資源并及時(shí)掌握我們所用的品種或抗源的抗瘟性，對(duì)于合理布局和利用抗病資源，培育持久抗瘟性水稻品種具有重要的指導(dǎo)意義。 來(lái)源于全球水稻分子育種計(jì)劃

2、的親本材料SADAJIRA 19-303在福建多個(gè)稻瘟病重病區(qū)鑒定表現(xiàn)為廣譜抗性，是改良雜交稻稻瘟病抗性的優(yōu)異抗源。為了更好地利用SADAJIRA 19-303改良雜交稻稻瘟病抗性，了解該抗源的抗譜及與目前雜交稻親本或其他抗性基因的抗性關(guān)系，本研究采用分離自福建省5個(gè)水稻種植區(qū)的2003-2006年的86個(gè)稻瘟病單孢菌株對(duì)10個(gè)國(guó)內(nèi)雜交稻主栽親本、20個(gè)抗稻瘟病單基因系和SADAJIRA 19-303進(jìn)行抗性頻率(RF)的測(cè)定分析，結(jié)果

3、表明20個(gè)持有抗稻瘟病基因的單基因系和10個(gè)主栽雜交稻親本的抗性頻率差異都很大，其中20個(gè)單基因系的抗性頻率在8.14％-94.19％之間，平均為48.66％；主栽雜交稻的抗性頻率(RF)范圍是6.98-86.05％，平均值為38.61％，大于80％的只有多系1號(hào)和亞恢627，蜀恢527的RF為74.4％，而其他親本明恢63、明恢86、938、金23B、II-32B、龍?zhí)仄誃和SE21S較為感病，其抗性頻率均小于28％；SADAJIRA

4、19-303的RF為95.35％，是抗譜最廣的抗性材料，是優(yōu)異的新抗源。 對(duì)SADAJIRA 19-303與20個(gè)抗病單基因系和10個(gè)主栽雜交水稻親本兩兩搭配的聯(lián)合抗病系數(shù)和聯(lián)合致病系數(shù)進(jìn)行分析，可以看出SADAJIRA 19-303與所有的供試材料兩兩搭配后聯(lián)合抗病性系數(shù)都超過(guò)0.965，平均為0.980，說(shuō)明該品種不僅具有稻瘟病廣譜抗性，而且與其他抗源聚合可以培育抗譜很廣的品種或組合。 利用NYsys 2軟件，運(yùn)用非

5、加權(quán)組平均法(UPGMA)原理進(jìn)行聚類分析。結(jié)果顯示，31個(gè)供試水稻材料明顯分為2組。第I組包括IRBLa-A在內(nèi)的19個(gè)低搞或中抗的水稻品種，它們的抗性頻率在4.65％-43.02％之間；第II組包括ERBLk-Ka等12個(gè)對(duì)86種稻瘟病菌抗性較好的水稻品種，其抗性頻率為74.42％-95.35％。聚類結(jié)果表明，相似抗性頻率的水稻品種對(duì)稻瘟病菌具有相似的親和反應(yīng)。而SADAJIRA 19-303與目前雜交稻抗性較好的恢復(fù)系蜀恢527、

6、多系1號(hào)和亞恢627屬于不同的亞亞群，與之聯(lián)合抗性指數(shù)都達(dá)到1；與目前應(yīng)用的不育系屬于不同的兩大亞群，對(duì)抗性也有互補(bǔ)性。 雜交水稻是由不育系和恢復(fù)系配組而成的，不育系和恢復(fù)系間的遺傳距離直接影響雜交稻的雜種優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。因此，改造雜交稻親本的抗性時(shí)要注意抗源親本的選擇，其前提條件是必須了解親本與抗源之間的遺傳多樣性水平。本研究采用均勻分布于12條染色體的83對(duì)SSR引物對(duì)8個(gè)抗稻瘟病材料、8個(gè)三系保持系、3個(gè)兩系不育系、5個(gè)恢復(fù)系

7、，共計(jì)24個(gè)親本材料進(jìn)行遺傳多樣性分析。83對(duì)引物共擴(kuò)增出242條條帶，即242個(gè)等位基因，多態(tài)位點(diǎn)百分?jǐn)?shù)是95.2％，等位基因變幅是1-7，平均每對(duì)SSR檢測(cè)到的等位基因數(shù)目為2.96個(gè)。24份水稻品種之間的遺傳相似系數(shù)變化范圍是0.287-0.893，平均值是0.573，SADAJIRA 19-303除與Dacca6和Latisail外，與其它21個(gè)材料的相似性較低，遺傳相似系數(shù)范圍在0.311-0.467. 依據(jù)SSR標(biāo)記

8、數(shù)據(jù)矩陣，用NTsys_2軟件采用UPGMA法進(jìn)行聚類分析，構(gòu)建了24份材料之間的遺傳關(guān)系聚類圖。結(jié)果表明，以平均GS值0.573為閾值，可將24份供試材料劃分為5類。其中DACCA6與其它材料的遺傳差異比較大，所以可以單獨(dú)分聚為一類(第IV類)，Latisail和SADAJIRA 19-303聚為一類(第V類)，IR58025B、制1B聚為一類(第1類)，ZF1004、明恢63、蜀恢527、明恢86和938聚為一類(第III類)，其余

9、14種品種聚為一類(第II類)，其中SE21S和45S之間的相似遺傳系數(shù)最高，緊密聚為一枝。其中第II類又可以分為兩大亞類，RF46、SE21S、45S、86315S為一亞類，其余10種歸為另一亞類。 用JL0609和SMQ23兩個(gè)菌株分別接種宜香B//SADAJIRA 19-303/宜香B的BC1F2群體和明恢86//SADAJIRA 19-303/明恢86 BC1F2群體，進(jìn)行抗性鑒定和遺傳分析。結(jié)果表明，供體親本SADAJ

10、IRA 19-303對(duì)上述兩個(gè)菌株的抗性均由一對(duì)顯性基因控制。利用抗、感親本篩選獲得的分布在12條染色體上多態(tài)性SSR標(biāo)記95對(duì)，對(duì)抗、感親本和抗、感基因池DNA多態(tài)性檢測(cè)，進(jìn)行染色體初步定位。結(jié)果表明位于第11號(hào)染色體上的RM229、RM21和RM209在親本和基因池之間均表現(xiàn)出一致多態(tài)性。為了進(jìn)一步檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，分別隨機(jī)抽取RT23-1、RT23-2和RT28三個(gè)BC1F2群體各10個(gè)抗感單株DNA用多態(tài)性標(biāo)記RM209檢測(cè)，D

11、NA帶型在所有抗性單株中表現(xiàn)一致，說(shuō)明抗病親本SADAJIRA 19-303對(duì)稻瘟病菌株JL0609和SMQ23的抗性是由同一位點(diǎn)的抗性基因控制。為了進(jìn)一步尋找更近的標(biāo)記，在第11號(hào)染色體RM209附近篩選20對(duì)SSR標(biāo)記和13對(duì)RGA標(biāo)記對(duì)宜香B/SADAJIRA19-303//宜香B的BC1F2群體中78個(gè)感病個(gè)體進(jìn)行分析，將SADAJIRA 19-303抗稻瘟病基因定位在第11染色體上RM26945與RGA357之間，遺傳距離分別