水稻抗稻瘟病PIB基因的分子標(biāo)記輔助選擇與應(yīng)用.pdf

1、稻瘟病是世界上最重要的水稻病害之一，每年都造成很大的損失?？共∑贩N的選育是防治稻瘟病的主要途徑。隨著DNA分子標(biāo)記的出現(xiàn)與迅猛發(fā)展，標(biāo)記輔助選擇(Marker-Assisted Selection，簡(jiǎn)稱MAS)技術(shù)己成為抗病基因正確選擇的有效途徑.但由于抗病基因與分子標(biāo)記間的重組率在不同的群體中有較大的差異，同時(shí)構(gòu)建分子標(biāo)記的群體往往不是育種材料本身，在實(shí)際應(yīng)用中有一定局限性。另外，由于目前已建立的分子標(biāo)記不是基因本身，在育種大量群體中

2、可能出現(xiàn)目的基因與分子標(biāo)記不連鎖的情形，導(dǎo)致抗病基因選擇的失敗。因此，最好的辦法是利用抗病基因本身來建立相應(yīng)的分子標(biāo)記。抗病基因的克隆為建立這種標(biāo)記提供了可能。 Pib基因是一個(gè)已經(jīng)被克隆的抗稻瘟病主效基因，位于水稻第2染色體長(zhǎng)臂末端附近的區(qū)域，屬于一個(gè)很小的基因家族(Pib，PibH8，HPibH8-1，HPibH8-2)。Pib基因編碼由1251個(gè)氨基酸殘基組成的含一個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)(nucleotide binding s

3、ite，NBS)和富含亮氨酸重復(fù)(1eucine-rich reports，LRR)的蛋白質(zhì)。 本研究首先對(duì)36個(gè)稻瘟病菌株進(jìn)行生理小種鑒定，發(fā)現(xiàn)該群體包括7群23個(gè)生理小種，其中ZC和ZA群是優(yōu)勢(shì)群，ZG1、ZCl5和ZE3小種是最優(yōu)勢(shì)小種。同時(shí)分別利用其中8個(gè)菌株對(duì)106個(gè)雜交稻親本進(jìn)行抗性鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，106個(gè)親本的平均抗病頻率為25.15％。恢復(fù)系親本總體抗性水平高于保持系親本。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，C15、B13、D7和B15四

4、個(gè)生理小種的致病頻率較高，分別為84.9％、83％、80.9％和80％。然后分別利用這36個(gè)菌株對(duì)兩個(gè)含Pib基因的材料(IRBLb-B和F-145-2)進(jìn)行抗性鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在36個(gè)供試菌株中，IBLb-B和F-145-2分別抗26和31個(gè)菌株的侵染，抗性頻率分別為72.2％和86.1％，表明這兩個(gè)含Pib基因的材料具有較高的抗性。但二者抗性頻率相差較大，為13.9％。 本實(shí)驗(yàn)還利用建立的感病等位基因P/b顯性分子標(biāo)記，并結(jié)

5、合前人報(bào)道的抗病等位基因Pib顯性分子標(biāo)記，組建一套Pib基因分子標(biāo)記對(duì)109個(gè)雜交稻親本或材料進(jìn)行分子鑒定，同時(shí)在溫室分別選用稻瘟病菌株05-12(ZB13)和05-30(ZC15)，采用標(biāo)準(zhǔn)噴霧接種法對(duì)上述109個(gè)雜交稻親本進(jìn)行致病性測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在109個(gè)雜交稻親本中，94-4、HA303和05H38等5個(gè)雜交稻親本都抗05-12和05-30，且都含有Pib基因，從而為抗性輔助選擇(Resistance-assisted Sele

6、ction，RAS)提供理論依據(jù)。同時(shí)利用這套水稻抗稻瘟病基因Pib顯性分子標(biāo)記對(duì)600個(gè)雜交F<,2>代單株進(jìn)行早期篩選，得到185個(gè)抗病基因Pib純合的單株，田間抗性調(diào)查結(jié)果與抗病基因分子檢測(cè)結(jié)果一致。因此該套顯性分子標(biāo)記可應(yīng)用于水稻抗稻瘟病基因Pib的分子標(biāo)記輔助選育?？傊?，本研究利用己克隆的Pib功能基因序列本身建立了新穎的DNA分子標(biāo)記，并成功地將其應(yīng)用于育種輔助選擇和抗病作用機(jī)制的研究。該標(biāo)記克服了常規(guī)分子標(biāo)記的弊端，為MA