水稻抗白葉枯基因聚合和抗倒伏QTL定位.pdf

1、在生物脅迫中，由稻黃單胞菌水稻致病變種引起的白葉枯病(BB)，是一種極具破壞性的植物病害，已成為世界稻區(qū)的主要病害之一。對(duì)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的感病品種進(jìn)行抗性基因聚合從而進(jìn)行品種改良，是控制病害最經(jīng)濟(jì)的方法。本研究以Ciherang和F88為受體親本以及IRBB60為供體親本獲得兩個(gè)重組自交系群體為材料，進(jìn)行具有廣譜抗白葉枯病的育種品系的選育。IRBB60是一個(gè)含有四個(gè)抗性基因(Xa4、xa5、xa13和Xa21)的多基因聚合株系。Cihe

2、rang和F88分別是廣泛種植于印度尼西亞和中國(guó)的水稻品種。為了確定524個(gè)重組自交系（群體1:Ciherang/IRBB60:有265個(gè)株系，群體2:F88/IRBB60:有259個(gè)株系）抗性基因型，在F6代之前利用三個(gè)毒力菌株C5、P6和V對(duì)這些株系和含有特定白葉枯病抗性基因的對(duì)照品種(IRBB4，IRBB5，IRBB13和IRBB21)以及白葉枯病感病品種IR24進(jìn)行基因型的鑒定。在F5和F7代，分別利用與基因緊密連鎖的標(biāo)記對(duì)白葉

3、枯抗性基因進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇來(lái)驗(yàn)證。通過表型和分子選擇，從群體1和群體2中分別獲得66個(gè)和82個(gè)具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的多基因聚合株系。在這些多基因聚合株系中，群體1和群體2均有11個(gè)株系攜帶4個(gè)抗性基因，25個(gè)（群體1）和53個(gè)（群體2）株系攜有3個(gè)抗性基因，30個(gè)（群體1）和18個(gè)（群體2）株系攜有2個(gè)抗性基因。這些攜帶多基因聚合的株系可以作為育種材料，用于抗病育種品種的選育。
　　通過對(duì)兩個(gè)重組自交系群體的基因型進(jìn)行鑒定，各獲得

4、138和135個(gè)SSR多態(tài)標(biāo)記，并且親本等位基因?qū)蟠呢暙I(xiàn)在不同染色體上是不同的。在多基因聚合株系中，受體親本的等位基因在12條染色體上的貢獻(xiàn)率從21.59％到44.41％（群體1），36.79％到61.52％（群體2）。而供體親本在12條染色體上貢獻(xiàn)率從53.69％到76.99％（群體1），36.72％到62.20％（群體2）。群體1中平均供體親本等位基因貢獻(xiàn)率高于受體親本，而群體2中平均供體親本等位基因貢獻(xiàn)率低于受體親本。這個(gè)結(jié)果

5、沒有遵循Hardy-Weinberg規(guī)律，是由于本研究中目標(biāo)性狀的選擇是基于每一代多基因聚合株系的表型和分子手段的結(jié)合。
　　對(duì)148個(gè)白葉枯多基因聚合株系及其親本以及對(duì)照品種（含有特異抗白葉枯基因的抗病品種和感病品種）進(jìn)行多年多環(huán)境的表型鑒定。利用ANOVA，對(duì)八個(gè)性狀的表型變異及環(huán)境互作進(jìn)行分析，對(duì)產(chǎn)量穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。大多數(shù)的多基因聚合株系在海南產(chǎn)量表現(xiàn)最好，其次是在北京和安徽。兩個(gè)群體的株系只與海南環(huán)境存在正向的互作。利用多

6、環(huán)境下表型指數(shù)等衡量指標(biāo)，群體1中的5個(gè)多基因聚合株系RIL118，RIL144，RIL202，RIL232和RIL235以及群體2中的2個(gè)多基因聚合株系RIL9和RIL26在多環(huán)境具有最穩(wěn)定的產(chǎn)量表現(xiàn)。
　　利用SSR和SNP標(biāo)記，我們對(duì)兩個(gè)重組近交系群體的16個(gè)與倒伏相關(guān)性狀進(jìn)行QTL定位。兩個(gè)RIL群體在性狀上表現(xiàn)超親分離，總共有100個(gè)QTL被檢測(cè)到（群體1有55個(gè)，群體2有45個(gè)），分布在57個(gè)染色體區(qū)段（群體1有25個(gè)

7、，群體2有32個(gè)）。第一節(jié)間長(zhǎng)度有3個(gè)QTL被檢測(cè)到，群體一中有1個(gè)，群體二中2個(gè)。第二節(jié)間長(zhǎng)度6個(gè)QTL被檢測(cè)到，群體1有2個(gè)，群體2有4個(gè)。第三節(jié)間長(zhǎng)度有4個(gè)QTL被檢測(cè)到，群體1和2各有2個(gè)。與最上三節(jié)間直徑有關(guān)的QTL19個(gè)，群體1有12個(gè)，群體2有7個(gè)。與抗推力有關(guān)的QTL有8個(gè)，群體1有5個(gè)，群體2有3個(gè)，其中QPu.6在兩個(gè)群體中均檢測(cè)到。與最上三節(jié)間抗折力有關(guān)的QTL有18個(gè)，群體1有13個(gè)，群體2有5個(gè)。檢測(cè)到8個(gè)QT

8、L與劍葉長(zhǎng)和劍葉寬有關(guān)的QTL。檢測(cè)到6個(gè)抽穗期QTL，群體1檢測(cè)到4個(gè)QTL，群體2檢測(cè)到2個(gè)QTL。檢測(cè)到株高和穗長(zhǎng)QTL各7個(gè)。檢測(cè)到單株產(chǎn)量QTL有6個(gè)，其中群體1檢測(cè)到2個(gè)QTL，群體2檢測(cè)到4個(gè)QTL。由于最上三個(gè)節(jié)間(ID1，ID2，ID3)、斷裂強(qiáng)度性狀(BK1，BK2，BK3)與抗倒伏高度的相關(guān)，檢測(cè)到控制這些性狀的QTL將為抗倒伏性狀的研究提供重要的信息。
　　本研究提出了多環(huán)境表型鑒定和分子技術(shù)結(jié)合對(duì)水稻抗白