水稻抗白葉枯病性狀的鑒定、遺傳分析和QTL定位.pdf

1、水稻是重要的糧食作物,水稻白葉枯病(bacterial blight,BB)是危害水稻的重要病害之一。白葉枯病是由革蘭氏陰性菌黃單胞水稻變種(Xanthomonas oryzae pv.Oryzae,Xoo)引起的一種細菌性葉斑病,在自然條件下,病菌通常由水孔或傷口侵入植株體內(nèi),沿葉脈產(chǎn)生白色病斑,導(dǎo)致稻谷減產(chǎn),米質(zhì)下降。防治水稻白葉枯病最經(jīng)濟有效的方法是選育抗白葉枯病新品種。近年來有關(guān)水稻抗白葉枯病基因的理論及應(yīng)用研究已經(jīng)取得了顯著進

2、展,通過圖位克隆等方法已經(jīng)從一系列的抗病品種中鑒定并克隆了部分抗病基因。目前已經(jīng)鑒定出約30個白葉枯病抗性基因,其中Xa21、Xa1、Xa26、Xa27、xa5和xa13得到分離和克隆。由于野生稻蘊含有抗水稻白葉枯病基因,因此,從野生稻中挖掘新的抗性基因?qū)λ究共⌒缕贩N的培育和利用具有重要意義。
　　 本課題組前期利用原生質(zhì)體不對稱體細胞雜交技術(shù),將疣粒野生稻(Oryzameyeriana L.)高抗白葉枯病性狀轉(zhuǎn)入到栽培稻“大

3、粒香”(Oryza sativa L.ssp.japonica)中,從而獲得了多份抗白葉枯病的后代,其中一份高抗病的后代材料Y73經(jīng)過初步的抗譜檢測和抗性基因的等位分析表明其攜帶有抗白葉枯病的新基因,因此它是克隆抗病新基因、研究抗病機理和培育抗性新品種的優(yōu)良材料。本研究利用田間病斑調(diào)查,分析比較Y73的抗譜；通過與高感品種IR24(Oryza sativa L.ssp.indica)回交構(gòu)建F2分離群體,利用峰谷法分析抗病性狀的遺傳規(guī)律

4、,利用從中選出的極端表型群體,對抗病基因進行初步定位；利用單粒傳的方法構(gòu)建了Y73和IR24的重組自交系(recombine inbredline)群體,使用該群體對Y73高抗性狀進行QTL定位；用QTL中的高抗群體與IR24多輪回交,在QTL連鎖分子標記的輔助下,構(gòu)建單染色體片段替換系(single chromosomesegment substitution line,SCSSL),分離出單個基因。為進一步抗病基因的精確定位、克隆和

5、功能機理研究奠定了基礎(chǔ)。本研究已取得的研究結(jié)果如下:
　　 1.抗譜調(diào)查的結(jié)果表明,Y73獲得了疣粒野生稻對白葉枯病的抗性,比大粒香和IR24具有更高的抗病性,且其抗譜不同于已知的抗性基因。遺傳分析表明Y73的抗性由隱性基因控制,但其分離規(guī)律不符合單基因的遺傳模式。
　　 2.利用極端高抗和高感的F2群體將Y73的抗病位點初步定位于第1、第3和第5染色體上3個不同的分子標記區(qū)間。極端表型群體擴大到一般抗病群體,標記的連鎖

6、效應(yīng)明顯減弱,未能進一步縮小定位區(qū)間,說明在極端表型群體中聚合的抗病位點在擴大的群體中出現(xiàn)了分離。
　　 3.構(gòu)建了高代重組自交系分離群體(F6,308個單株)進行抗病QTL分析。3個QTLs(分別命名為qR1,qR3和qR5)分別被定位于以下3個區(qū)間:第1號染色體的兩個分子標記R01D124和RM1361之間,其貢獻率為29％；第3號染色體R03D143和R03D159之間,其貢獻率為17％；第5號染色體RM7081和RM23