利用导入系解析水稻抗纹枯病的分子机制

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bazhahai
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水稻是我国主要的粮食作物之一,常年播种面积4.5亿亩,水稻纹枯病在全国大部分稻区偏重发生,一直严重地影响着水稻生产。了解水稻抗病遗传机理、选育抗病品种是防治病害的有效办法。本研究通过对C418导入系群体进行抗病表型鉴定和分子标记作图,定位水稻抗纹枯病QTL;对中国水稻微核心种质和抗旱核心种质进行纹枯病抗性鉴定和评价。主要研究结果如下:1.选用来自辽宁农科院的一个优良水稻品种C418做轮回亲本,分别与四个供体亲本BR24、Cisanggarung、Dhan4、滇屯502做杂交,构建了包含269个株系的回交导入系群体。本研究对BC2F4、BC2F5、BC2F6代分别进行了水稻纹枯病的抗性鉴定,病菌接种采用牙签嵌入的方法,鉴定指标包括株高、病斑高、相对病斑高和病级。2.2011年在上海(E1)和海南(E2)以及2012年在上海(E3)分别对亲本及导入系群体进行纹枯病田间接种和抗性表型鉴定。三个环境中检测到BR24、Cisanggarung、 Dhan4、滇屯502和C418的病级平均值分别为5.3、6.3、6.3、6.0和7.3,表明4个供体亲本的抗性均显著高于C418。导入系群体的纹枯病抗性水平呈现连续的正态分布。3.构建了一张包含150个SSR分子标记的水稻遗传连锁图,总图距2348.64cM,标记均匀分布于水稻的12条染色体上,标记间的平均距离15.65cM。四个导入系群体中供体亲本基因的平均导入频率为9.2%~11.0%,符合理论预测范围;轮回亲本基因组的评价背景回复率为89.1%~95.9%,表明导入系的遗传背景基本与轮回亲本接近。4.三个环境下,C418导入系群体中共检测到和株高、病斑高、相对病斑高、病级相关的21个主效QTLs,同时检测到和病斑高、相对病斑高、病级相关的26对互作QTLs,抗病等位基因多来自于供体亲本,四个导入系群体所检测的QTL位点互不重叠,推测四个供体亲本含有不同的有利等位基因。控制病斑高、相对病斑高和病级的QTL定位于相同的染色体区域,形成6个QTL富集区,分别为第1染色体的RM5310标记附近、第2染色体的RM341标记附近、第3染色体的RM523标记附近和RM6914标记附近、第7染色体的RM180标记附近、第12染色体的RM519标记附近,这些QTL富集的区域为抗病候选基因的精细定位和图位克隆提供了有效的参考区域。5.2011年在上海(E1)和海南(E2)以及2012年在上海(E3)分别对181份中国水稻微核心种质、107份抗旱核心种质和56份纹枯病抗感差异材料进行了两年三点的纹枯病抗性鉴定和评价。检测到抗病品种10份,占供试材料的比例2.9%;中抗品种82份,比例23.8%:中感品种161份,比例46.8%;感病品种54份,所占比例15.7%;高感品种10份,比例10.8%。本次实验中未发现高抗品种,其中中度感病品种最多,所占比例接近供试品种的一半。
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