水稻分蘗角度基因精細(xì)定位及抗稻瘟病新基因的鑒定與定位.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，約有一半以上的人口以稻米為主食，提高水稻產(chǎn)量是解決世界糧食安全的重要舉措。由于土地和水資源限制，靠擴(kuò)大種植面積來(lái)提高水稻總產(chǎn)量的潛力十分有限，只能通過(guò)提高并維持高的單產(chǎn)水平，來(lái)增加稻谷總產(chǎn)量。運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)，選育具有理想株型的超級(jí)稻，是實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)突破行之有效的途徑，而提高水稻的抗生物和非生物脅迫是維持高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有力保障，充分挖掘水稻株型及抗逆有利基因則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的基礎(chǔ)。本人碩士階段的研究以改良水稻

2、分蘗集散度為出發(fā)點(diǎn)，鑒定并精細(xì)定位水稻分蘗角基因;博士階段的研究從水稻對(duì)稻瘟病抗性著手，發(fā)掘新的水稻抗稻瘟病基因，以期在育種中利用。
　　 水稻株型影響植株的光合效率、抗倒伏性和對(duì)一些病蟲害的抗性，并最終影響水稻的產(chǎn)量。改造水稻株型以達(dá)到高產(chǎn)目的，一直是水稻育種的重要目標(biāo)。分蘗角度是水稻株型的重要決定因素之一，并最終決定水稻的產(chǎn)量，但目前我們對(duì)水稻分蘗角的遺傳還不是很清楚。本研究第二部分利用水稻“粳/秈”組合“Asominori

3、×IR24”的RIL群體對(duì)水稻分蘗角進(jìn)行QTL分析，在南京和南昌兩個(gè)環(huán)境下分別檢測(cè)到6個(gè)和4個(gè)QTL，它們的LOD值介于3.09～12.34之間，貢獻(xiàn)率介于7.39～38.81％之間。其中第9染色體上一個(gè)增加分蘗角度的主效QTL（qTA-9a），在兩個(gè)環(huán)境下都能檢測(cè)到，而且在其所在環(huán)境下效應(yīng)最大。來(lái)自IR24的等位qTA-9a能夠增加分蘗角度。在以相同親本得到的CSSL群體中，也在相同的染色體區(qū)段檢測(cè)到qTA-9a的存在，我們利用大的次

4、級(jí)F2群體進(jìn)行精細(xì)定位，最終把qTA-9a基因定位于InDel標(biāo)記CP10-8和CP10-9之間65kb的范圍內(nèi)。序列分析表明，該區(qū)域內(nèi)存在8個(gè)預(yù)測(cè)的基因，此研究結(jié)果為該基因的圖位克隆以及水稻育種中通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇來(lái)改變水稻松散度奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　 稻瘟病(rice blast)是由子囊菌Magnaporthe oryzae(Hebert) Barr[無(wú)性世代Pyricularia grisea(Cooke) Sacc

5、]引起的水稻真菌病害，是水稻最嚴(yán)重的病害之一。挖掘和合理利用抗病基因是控制這一病害最經(jīng)濟(jì)有效和對(duì)環(huán)境最安全的途徑。
　　 YNG是一個(gè)來(lái)自云南的地方粳稻品種，對(duì)我國(guó)不同稻區(qū)的140個(gè)強(qiáng)致病力菌株都表現(xiàn)高度抗性。本研究以普感品種LTH（母本，感痛）和YNG（父本，抗病）配制的雜交后代F2、F3為實(shí)驗(yàn)材料，以4個(gè)廣致病譜菌株99-20-2(437.5)、98095(007.2)、四川26(217.3)、97-3-2(077.5)為鑒

6、別菌株，對(duì)YNG的抗稻瘟病基因進(jìn)行了遺傳分析和精細(xì)定位。
　　 利用菌株四川26和97-3-2接種，F(xiàn)2群體分別出現(xiàn)63∶1和15∶1的抗、感分離比例，表明YNG對(duì)這兩個(gè)菌株的抗性分別由3對(duì)和2對(duì)顯性抗性基因控制，而利用菌株99-20-2和98095接種，F(xiàn)2群體均出現(xiàn)3∶1的抗感分離比例，表明YNG對(duì)這兩個(gè)菌株的抗性均由1對(duì)顯性抗性基因控制。
　　 采用SSR標(biāo)記結(jié)合BSA-RCA分析的方法，用876個(gè)對(duì)菌株99-20

7、-2極端感病的F2單株和732株對(duì)菌株98095極端感病的F2單株，將YNG對(duì)99-20-2和98095的抗性基因都定位于RM16368和RM6770之間的遺傳距離2.6cM的范圍內(nèi)，距RM16368都是1.8cM，距RM6770也都是0.85cM。根據(jù)這一基因定位結(jié)果，結(jié)合前面利用F3群體進(jìn)行連鎖分析的結(jié)果，我們推定Pi-ym1(t)和Pi-ym2(t)實(shí)質(zhì)上是同一對(duì)基因，暫命名為Pi-ym1(t)。
　　 利用3617個(gè)感病

8、F2單株將抗稻瘟病基因Pi-ym(t)精細(xì)定位在第4染色體短臂末端標(biāo)記ID2736和ID2791之間的55kb區(qū)段內(nèi)，并且與ID2745共分離。在水稻第4染色體短臂上，迄今還沒有相關(guān)抗稻瘟病基因和QTLs定位的報(bào)道，只在該染色體長(zhǎng)臂上報(bào)道了1個(gè)隱性基因pi21(t)和3個(gè)抗性QTLs，且它們距離Pi-ym1(t)至少20 Mb以上。因此，確定本研究定位的Pi-ym1(t)是一個(gè)新的廣譜抗稻瘟病基因。根據(jù)測(cè)序品種日本晴的序列，對(duì)定位區(qū)間序