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[期刊] 华北农学报
[作者]
王亚 王越涛 申关望 王付华 王生轩 白涛 尹海庆
综合利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和基因芯片技术,聚合主效R基因Pigm和非R基因bsr-d1,以改良优良食味水稻品种水晶3号的稻瘟病抗性,为开展具有广谱持久稻瘟病抗性的优良水稻品种选育工作提供了良好借鉴和有价值的材料。首先利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,以Bsr-d1为靶基因构建重组表达载体并通过农杆菌介导法转化水晶3号,筛选获得无T-DNA元件的bsr-d1纯合突变体,包括T插入、G插入、GA缺失、CGCA缺失和CGCAGA缺失5种突变类型。以无T-DNA成分的bsr-d1纯合突变体为母本、以携带Pigm基因的金玉1号为父本杂交、回交、自交,并利用分子育种芯片同时进行Pigm基因和背景辅助选择,最终获得抗病基因(同时携带bsr-d1和Pigm基因)纯合,且背景回复率均在96%以上的水晶3号改良株系(SJ3-G1、SJ3-G2、SJ3-G3、SJ3-G4、SJ3-G5)。稻瘟病抗性鉴定结果表明,各改良株系对稻瘟病生理小种GUY11的叶瘟抗性与野生型相比均显著提高;接种稻瘟病菌后,改良株系叶片中POD活性显著低于野生型对照,H_2O_2含量则显著高于野生型对照。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术结合基因芯片技术获得了同时携带bsr-d1和Pigm基因的抗稻瘟病水晶3号改良系。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈志伟 官华忠 王宗华 周元昌 潘润森 毛大梅 段远霖 吴为人
以抗稻瘟病水稻材料金山B-1抗病近等基因系05AMA59(携有稻瘟病抗性基因Pi-1)、05AMA71(携有稻瘟病抗性基因Pi-9)为抗性供体亲本,通过分子标记辅助回交和聚合杂交,将Pi-1、Pi-9基因导入花紫A(B)中,并在选择加代过程中改良其稻瘟病抗性.(1)遗传背景分析表明,Pi-1和Pi-9基因已成功导入新育成的不育系益农A(B)中,其遗传背景基本恢复为轮回亲本花紫A(B)的遗传背景;(2)益农A(B)的室内和田间自然诱发鉴定均表现抗病,抗性水平和抗谱均明显高于感病对照花紫A(B);(3)益农A与原来的花紫A在生育期、株高、穗粒数等重要农艺性状以及柱头外露率、异交结实率等方面均相似,...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
赖怡帆 孙君玥 张旭辉 梁毅 李永聪 廖花 黄俊 吴婷婷 刘雄伦
以湘晚籼13号、谷梅4号、75–1–127(CK1)和CO39(CK2)为材料,用21份来自不同稻区的稻瘟菌菌株室内接种,采用室内苗瘟鉴定和田间病圃鉴定的方法,明确Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的稻瘟病抗性表现及抗菌谱;根据Pigm基因序列信息,设计和筛选高效多态分子标记T9E4;利用获选分子标记,开展分子标记辅助选择(MAS)连续回交育种实践,培育高抗病株系。结果表明:Pigm基因供体亲本谷梅4号和受体亲本湘晚籼13号的抗性反应及抗菌谱存在明显差异,抗性频率分别为95.2%和61.9%。大田病圃稻瘟病抗性鉴定表明,谷梅4号高抗苗瘟和穗瘟,而湘晚籼13号高感苗瘟和穗瘟。T9E4标记引物在谷梅4号和湘晚籼13号基因组中分别扩增出1条约750 bp和1条约1 800 bp的稳定明亮条带,且PCR产物可以用琼脂糖凝胶电泳快速检测,标记辅助选择效率达100%。通过连续回交、自交及分子选择,培育出1个含有Pigm纯合等位基因、高抗苗瘟和穗瘟,且主要农艺性状与湘晚籼13号高度相似的BC5F3株系,实现了定向改良目标。
[期刊] 西南农业学报
[作者]
王平 向跃武 张志勇 王闵霞 蔡平钟 张志雄
通过杂交、回交以及分子标记辅助选择技术,将稻瘟病广谱抗病基因Pi-1、Pi-2和Pi-33聚合到川恢907中。稻瘟病田间抗性鉴定显示,其稻瘟病叶瘟发病率、病情指数从36.31%和15.57分别下降到10.65%～13.88%以及4.2～5.27;穗颈瘟发病率、病情指数从36.53%和12.77分别下降到7.13%～10.22%以及1.51～5.02,显著提高了川恢907的稻瘟病田间抗性。
[期刊] 华北农学报
[作者]
李永聪 黄俊 廖花 陈海龙 杨丰宇 赖怡帆 张旭辉 刘金灵 王国梁 刘雄伦
为了定向改良籼稻恢复系R389及其配制的杂交种的稻瘟病抗性,利用广谱持久抗稻瘟病基因Pi9设计特异性功能分子标记Ins1-1,用于开展分子标记辅助选择连续回交育种。室内接种抗菌圃分析结果表明,Pi9基因供体亲本75-1-127对20份供试稻瘟病菌中的18个小种表现出高水平抗性,而受体亲本R389对其中11个小种表现出抗性,双亲间抗性表现与抗菌谱差异明显,抗性频率分别为90.0%,55.0%;供体亲本75-1-127在自然稻瘟病病圃的苗瘟和穗瘟抗性表现均为高抗,R389的苗瘟和穗瘟抗性表现均为高感。Ins1-1是一个基于PCR的显性DNA标记,在两亲本间表现出明显且稳定的多态性;在Pi9供体亲本75-1-127和改良获得的R389群体及其配制的杂交种基因组中均扩增出一条大小为513 bp的稳定条带,而在受体亲本R389及两优389基因组中均无扩增产物;Ins1-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的辅助选择效率达100%。从26个含Pi9纯合等位基因的BC6F3株系中筛选出一个高抗苗瘟和穗瘟、田间性状与受体亲本R389接近的改良恢复系R389-Pi9,并用它与温敏不育系P88s配制出高抗稻瘟病的两系杂交种两优389-Pi9;田间小区栽培试验结果表明,改良恢复系及其所配置的杂交种的全生育期、株高、结实率、千粒质量等主要农艺性状与相应对照相比均无显著差异,表现为遗传背景基本一致,实现了定向改良恢复系R389及其杂交种稻瘟病抗性的目标。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
车凡昊 黄俊 邹玉莹 邓吉奇 周庚 姚威 黄浩 黄希来 易晓璇 谌强 李家鑫 刘金灵 刘雄伦
以携带广谱持久的抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75–1–127为供体亲本，以保持系金23B及其不育系金23A为受体亲本，采用Pi9基因共显性标记CoInDF1R2进行MAS回交育种，以改良三系不育系金23A及其保持系金23B的稻瘟病抗性；用25份稻瘟菌代表性菌株进行室内苗瘟接种，观察苗瘟抗性表现。结果显示：金23A和金23B的抗性频率仅为28%，而75–1–127的抗性频率为92%；田间病圃抗性鉴定结果显示，75–1–127高抗苗瘟，而金23A和金23B受体亲本均高感苗瘟；共显性标记CoInDF1R2在75–1–127基因组上扩增出大小为354 bp的PCR产物，对金23A或金23B基因组的扩增产物大小约470 bp，说明该标记在2个亲本间的多态性明显且稳定；利用CoInDF1R2开展连续多年MAS回交育种实践，培育出了农艺性状优良、丰产性较好的抗病不育系金23A–Pi9–1及抗病保持系金23B–Pi9–1，为三系法杂种优势利用提供了新的抗稻瘟病亲本材料。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
车凡昊 黄俊 邹玉莹 邓吉奇 周庚 姚威 黄浩 黄希来 易晓璇 谌强 李家鑫 刘金灵 刘雄伦
以携带广谱持久的抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75–1–127为供体亲本，以保持系金23B及其不育系金23A为受体亲本，采用Pi9基因共显性标记CoInDF1R2进行MAS回交育种，以改良三系不育系金23A及其保持系金23B的稻瘟病抗性；用25份稻瘟菌代表性菌株进行室内苗瘟接种，观察苗瘟抗性表现。结果显示：金23A和金23B的抗性频率仅为28%，而75–1–127的抗性频率为92%；田间病圃抗性鉴定结果显示，75–1–127高抗苗瘟，而金23A和金23B受体亲本均高感苗瘟；共显性标记CoInDF1R2在75–1–127基因组上扩增出大小为354 bp的PCR产物，对金23A或金23B基因组的扩增产物大小约470 bp，说明该标记在2个亲本间的多态性明显且稳定；利用CoInDF1R2开展连续多年MAS回交育种实践，培育出了农艺性状优良、丰产性较好的抗病不育系金23A–Pi9–1及抗病保持系金23B–Pi9–1，为三系法杂种优势利用提供了新的抗稻瘟病亲本材料。
[期刊] 华北农学报
[作者]
吴婷婷 陈海龙 黄俊 梁毅 张婷 李博文 赖怡帆 邹玉莹 车凡昊 吴俊 刘金灵 刘雄伦
为改良水稻不育系丰源A的稻瘟病抗性,以籼稻品系75-1-127作为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本,先后以三系保持系丰源B和不育系丰源A为受体亲本,利用Pi9基因内共显性标记ClonDF_1R_1开展MAS连续回交育种。利用来自国内外不同稻区的33份稻瘟菌菌株进行温室内人工接种,分析丰源A、丰源B、75-1-127的抗菌谱,75-1-127的抗性频率为87.9%;而丰源A和丰源B的抗性频率均仅为33.3%。田间病圃抗性鉴定表明,75-1-127高抗苗瘟,而丰源B和丰源A高感苗瘟。结果表明,含有Pi9基因的75-1-127抗谱广、抗性水平高,在稻瘟病抗性育种中具有很大的应用前景;而丰源A和丰源B抗谱窄、抗性水平低,需要改良。根据Pi9基因序列信息开发了一个共显性分子标记ClonDF_1R_1,它从75-1-127基因组中扩增出一条320 bp的条带,而丰源B和丰源A基因组的扩增产物约450 bp。利用ClonDF_1R_1先后开展丰源B、丰源A稻瘟病抗性改良的MAS育种实践,获得了13个含Pi9纯合等位基因的改良抗病保持系丰源B-Pi9,以及11个含Pi9纯合等位基因的改良抗病不育系丰源A-Pi9。经过连续11 a的MAS回交育种实践,育成1个高抗稻瘟病、不育性稳定、柱头外露率高、农艺性状和产量性状优良的新三系不育系丰源A-Pi9-5,实现了丰源A和丰源B稻瘟病抗性的定向改良,为三系杂交水稻育种应用创制了新的亲本材料。
[期刊] 华北农学报
[作者]
周庚 黄俊 邹玉莹 邓吉奇 李家鑫 谌强 郭成龙 李博文 车凡昊 姚威 黄希来 刘金灵 刘雄伦
为了改良桃农1B和桃农1A的苗瘟抗性，以携带广谱持久抗稻瘟病基因Pigm的中国地方水稻品种谷梅4号为供体亲本，先后以三系保持系桃农1B及其不育系桃农1A为受体亲本，利用与Pigm紧密连锁共显性DNA标记T9E3开展辅助选择育种。T9E3在桃农1B或桃农1A基因组中的PCR扩增条带约为2 000 bp,而对谷梅4号基因组的扩增产物大小为926 bp,多态性稳定；采用来自国内外不同稻区的32份稻瘟菌菌株室内接种苗瘟，桃农1B和桃农1A抗性频率均为9.38%,谷梅4号与改良系抗性频率均为90.63%;田间天然病圃鉴定桃农1B和桃农1A苗瘟8级，而改良系和供体亲本谷梅4号苗瘟均为0级。通过T9E3辅助选择、田间病圃筛选和室内接种鉴定，初步获得了3份高抗稻瘟病的改良不育系(桃农1A-Pigm-1—桃农1A-Pigm-3)及其保持系(桃农1B-Pigm-1—桃农1B-Pigm-3),进一步通过不育特性、农艺性状与产量结构调查分析，从中遴选出1个高抗稻瘟病、不育性稳定、包颈率低、农艺产量性状优良的优异不育系桃农1A-Pigm-2及其配套保持系桃农1B-Pigm-2。桃农1A-Pigm-2不育度和不育株率均为100%,典败花粉约占60%、圆败花粉约占40%,柱头外露率高达71.1%,包颈粒率仅为33.6%;桃农1B-Pigm-2播始历期为69 d,株高76.2 cm,主穗穗长28.1 cm,单株有效穗数15.8穗，单穗总颖花数115.3个，千粒质量27.7 g。实现了桃农1A和桃农1B苗瘟抗性及其他性状的综合改良，为三系杂交水稻育种应用创制了新的亲本材料。
[期刊] 华北农学报
[作者]
王金明 林秀云 刘晓梅 孙强 李鹏志 张三元
培育多个抗病基因聚合的水稻品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用水稻抗稻瘟病基因Pi40、Pib的特异PCR标记,对含有Pi40、Pib的水稻品系复合杂交F250个植株进行检测,从中选择到Pi40、Pib双基因聚合的抗病植株28个,为持久、广谱抗病水稻育种奠定了基础。
[期刊] 华北农学报
[作者]
王飞 王立广 潘梅瑶 钮中一 周勇 梁国华
旨在快速改良武运粳２９１９６的稻瘟病抗性。采用定向回交育种策略，运用分子标记辅助选择技术和花药培养技术，快速改良武运粳２９１９６的稻瘟病抗性。以籼稻品种谷梅４号为稻瘟病抗性基因Ｐｉｇｍ（ｔ）的供体，以高产易感稻瘟病的品系武运粳２９１９６为受体，在连续回交和自交过程中，利用与Ｐｉｇｍ（ｔ）紧密连锁的ｉｎ Ｄｅｌｓ标记ｓ９５４７７和ｓ２９７４２进行分子标记辅助选择。在ＢＣ２Ｆ１世代，进行花药培养，获得１８５个双单倍体群体（ＤＨ群体），从中筛选出８２个含有Ｐｉｇｍ（ｔ）基因的改良株系。在经过对农艺性状、稻瘟病抗性的系统鉴定与稻米品质性状测定后，发现改良株系ＤＨ０３６和ＤＨ１５８的综合性状与武运粳２９．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
宛柏杰 刘凯 赵绍路 朱静雯 刘艳艳 张桂云 朱国永 王爱民 唐红生 孙明法 严国红
【目的】为了分析不同抗性基因和基因组合对穗颈瘟抗性的变化。【方法】利用水稻稻瘟病抗病基因Pi-ta、Pi-b、Pigm和Pi54的功能或紧密连锁标记,对经过多年抗性筛选的80份骨干亲本材料进行基因型分析,并进行连续两年穗颈瘟接种鉴定。【结果】在80份试验材料中,只有4份携带Pi-b基因,5份携带Pi54基因,8份携带Pi-b+Pi54基因组合、10份携带Pi-b+Pi54+Pigm基因组合,只有Pi-b+Pi54+Pigm基因组合没有出现高感材料。连续两年穗颈瘟接种鉴定结果与基因型的相关性分析显示,单个抗病基因的抗病能力在逐步减弱,甚至丧失。【结论】在水稻品种选育中,聚合抗性强、抗谱互补的基因是增强水稻抗病能力的有效途径。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
杨德卫 何旎清 黄凤凰
【目的】创制抗稻瘟病和白叶枯病水稻新材料。【方法】以携带抗稻瘟病基因Pigm-1的双抗77009和抗白叶枯病基因Xa23的IRBB23为父本,以象牙香占为母本,利用杂交和复交方法,借助于分子标记辅助选择技术,在分离世代对目标基因进行检测,结合田间多代选育和抗性鉴定,选育多抗、综合性状优良的5个稳定株系,分析其农艺性状;然后利用三系不育系靓香A分别与象牙香占及5个稳定株系进行杂交配组,对杂交组合的农艺性状和品质性状进行分析,并对5个稳定株系进行恢复基因检测。【结果】获得R21-1、R21-2、R21-3、R21-4和R21-5 5个均含有Xa23和Pigm-1双基因稳定聚合系,这5个改良系对稻瘟病和白叶枯病均具有较好的抗性。不育系靓香A与5个稳定株系的杂交组合中,只有组合靓香A/R21-1表现结实正常,而其余组合均表现半不育;与亲本R21-1相比,组合靓香A/R21-1的有效穗数、每穗颖花数均表现优异亲本R21-1的特性,整精米率表现显著提高,米质可以达到二级部颁优质米标准。【结论】创制了5个稳定的Xa23和Pigm-1双基因聚合系,其中改良系R21-1含有恢复基因Rf3,可用于水稻多基因聚合育种。
[期刊] 华北农学报
[作者]
赵哲 王宇江 粱结彩 刘永柱 周继勇 陈雄辉 梁克勤 肖武名
为选育优质抗稻瘟病保持系软华B,以携带稻瘟病抗性基因Pi46和Pi2的优质籼稻H281作为供体亲本、以软华B为轮回亲本，利用分子标记辅助选择(MAS)技术结合系谱选育法，聚合2个外源基因以改良保持系软华B。对性状稳定的改良株系进行稻瘟病抗性鉴定、稻米品质分析等。通过回交及多代自交，并结合分子标记检测，获得以软华B为遗传背景且含有2个纯合目标基因的BC_1F_6群体2个、BC_2F_5群体2个、BC_3F_4群体2个。田间自然诱发鉴定结果表明，不同回交世代改良材料在自然病圃均抗稻瘟病；育性鉴定结果显示，回交世代对不育系的不育度为52.7%～100.0%;农艺性状考查及米质分析表明，改良株系基本保留了软华B的主要农艺性状和稻米品质特性。SNP基因芯片分析结果显示，BC_1F_6的背景回复率为74.42%～77.77%,BC_2F_5的背景回复率为86.42%～87.75%,BC_3F_4的背景回复率为92.27%～92.59%。利用连续回交、自交和分子标记辅助选择等技术可有效聚合多个抗性基因，获得抗稻瘟病的新保持系，快速实现保持系软华B的分子改良，为选育抗病、优质的杂交稻组合提供良好的亲本材料。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李刚 袁彩勇 曹奎荣 孙祥良 李军 王健 程保山 罗伯祥 徐卫军 唐九友 储成才
采用苗期喷雾接种鉴定方法并结合10个主效抗性基因的特异性分子标记检测,分析544份水稻种质资源的稻瘟病抗性水平及其携带的抗性基因分布情况。结果表明:稻瘟病抗性水平达高抗、抗、中抗、中感、感及高感的材料分别为25、50、78、152、156和83份;10个分子标记对应的抗病基因在供试材料中均被检测到,含有2和3个抗性基因的材料分别为4和17份(占0.7%和3.1%),476份材料含有4~6个抗性基因(占87.5%),47份材料含有7个抗性基因(占8.6%);品种抗病反应与其抗病基因种类密切相关,Pi5、Pita、Pi9、Pib等4个基因对6个强致病鉴定小种抗性表现较好。隆粳968、秀水134、嘉58、津稻263、淮稻20号、盐稻10号、谷梅4号等品种含有多个主效抗病基因,连续多年达到高抗水平。利用分子标记辅助选择将不同来源的主效抗病基因聚合到同一品种中,是控制该病害最经济有效的途径。
关键词：
稻瘟病 抗性基因 分子标记 基因聚合
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