水稻抗褐飛虱基因的定位和分子標(biāo)記輔助選擇育種利用.pdf

1、褐飛虱(NilaparvataLugens(St(a)l)）是亞洲稻區(qū)主要的水稻害蟲之一，其危害具有暴發(fā)性、毀滅性和隱蔽性。該蟲棲息于稻叢基部，刺吸韌皮部汁液，造成植株枯萎。嚴(yán)重時(shí)大面積稻田出現(xiàn)“虱燒”，致使水稻減產(chǎn)甚至絕收。長(zhǎng)期以來，主要依賴于各種化學(xué)農(nóng)藥的防治措施，不但嚴(yán)重污染、破壞自然環(huán)境和生態(tài)平衡，同時(shí)還導(dǎo)致了褐飛虱抗藥性的產(chǎn)生;而且對(duì)稻米品質(zhì)和糧食安全也造成了嚴(yán)重的影響。抗性品種的選育和利用被認(rèn)為是防治褐飛虱最為經(jīng)濟(jì)有效的方法

2、。然而，褐飛虱對(duì)抗蟲品種具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力?？瓜x品種推廣之后，能夠克服品種抗性的褐飛虱新“生物型”也隨即出現(xiàn)，致使原品種抗性發(fā)生退化或者喪失。因此，不斷挖掘和利用新的抗褐飛虱基因，聚合多個(gè)抗性基因，選育具有持久抗蟲性的水稻品種，已成為防治褐飛虱危害的首要任務(wù)。由于水稻抗褐飛虱表型鑒定的復(fù)雜性，利用常規(guī)育種手段往往難以有效利用抗性基因。通過水稻抗褐飛虱基因的精細(xì)定位找到與之緊密連鎖或者共分離的分子標(biāo)記，然后借助分子標(biāo)記輔助選擇(MAS)技

3、術(shù)，則可以有目的地將抗蟲基因?qū)雰?yōu)良栽培稻進(jìn)行抗蟲新品種的培育。
　　本研究分析了一個(gè)抗褐飛虱秈稻品種LV-4抗褐飛虱的遺傳基礎(chǔ)，并進(jìn)行了兩個(gè)抗褐飛虱主基因Bph3和Bph27(t)的分子標(biāo)記輔助選擇育種利用研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1.LV-4是本實(shí)驗(yàn)室篩選到的一個(gè)高抗褐飛虱的越南水稻品種，苗期和成株期均表現(xiàn)較高的褐飛虱抗性。利用LV-4分別與感蟲品種02428、C418雜交，采用標(biāo)準(zhǔn)苗期集團(tuán)法對(duì)親本、LV-4/C41

4、8F1及LV-4/02428F2:3家系進(jìn)行褐飛虱抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)LV-4對(duì)褐飛虱的抗性受一對(duì)顯性基因控制。進(jìn)一步利用一個(gè)包含159個(gè)單株的LV-4/02428F2分離群體構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，并以F2:3家系的抗蟲性表現(xiàn)推測(cè)對(duì)應(yīng)F2單株的表型，進(jìn)行抗褐飛虱基因的連鎖分析。在第4染色體短臂兩個(gè)SSR標(biāo)記RH0078和S4-2之間約1.3cM的范圍內(nèi)檢測(cè)到一個(gè)LOD值為33.76，貢獻(xiàn)率為62.4％的抗褐飛虱主基因，命名為Qbph4。該基因的定

5、位為培育抗褐飛虱水稻新品種提供了基因資源及可用于分子標(biāo)記輔助選擇育種的分子標(biāo)記。
　　2.在完成兩個(gè)抗褐飛虱主基因Bph3和Bph27(t)精細(xì)定位的基礎(chǔ)上，分別利用與其緊密連鎖的分子標(biāo)記RH0078、RH007、Q13和Q31，以寧粳3號(hào)為輪回親本，通過連續(xù)回交，進(jìn)行Bph3和Bph27(t)抗褐飛虱分子標(biāo)記輔助選擇育種。通過六次回交，獲得了一系列遺傳穩(wěn)定的Bph3和Bph27(t)導(dǎo)入系。田間目測(cè)各株系農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，從中選取了

6、8個(gè)Bph3導(dǎo)入系和4個(gè)Bph27(t)導(dǎo)入系進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?？瓜x鑒定結(jié)果顯示，所獲得的導(dǎo)入系均表現(xiàn)較高的褐飛虱抗性;進(jìn)一步考察各家系的農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明除結(jié)實(shí)率外，其他農(nóng)藝性狀與輪回親本寧粳3號(hào)無顯著差異。利用均勻分布于水稻12條染色體的376個(gè)分子標(biāo)記，對(duì)其中3個(gè)家系進(jìn)行了背景檢測(cè)，背景回復(fù)率在92.80％-95.75％。分析發(fā)現(xiàn)，各家系除目標(biāo)基因外，同時(shí)還導(dǎo)入了一個(gè)與其連鎖的較大的染色體片段。為了打破不利連鎖，縮小滲入片段，本研究進(jìn)