水稻抗褐飛虱基因的定位和分子標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。嚴重時大面積稻田出現(xiàn)“虱燒”，致使水稻減產(chǎn)甚至絕收。長期以來，主要依賴于各種化學農(nóng)藥的防治措施，不但嚴重污染、破壞自然環(huán)境和生態(tài)平衡，同時還導致了褐飛虱抗藥性的產(chǎn)生;而且對稻米品質(zhì)和糧食安全也造成了嚴重的影響。抗性品種的選育和利用被認為是防治褐飛虱最為經(jīng)濟有效的方法

2、。然而，褐飛虱對抗蟲品種具有極強的適應能力?？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定位找到與之緊密連鎖或者共分離的分子標記，然后借助分子標記輔助選擇(MAS)技

3、術(shù)，則可以有目的地將抗蟲基因?qū)雰?yōu)良栽培稻進行抗蟲新品種的培育。
　　本研究分析了一個抗褐飛虱秈稻品種LV-4抗褐飛虱的遺傳基礎(chǔ)，并進行了兩個抗褐飛虱主基因Bph3和Bph27(t)的分子標記輔助選擇育種利用研究。主要研究結(jié)果如下:
　　1.LV-4是本實驗室篩選到的一個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，采用標準苗期集團法對親本、LV-4/C41

4、8F1及LV-4/02428F2:3家系進行褐飛虱抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)LV-4對褐飛虱的抗性受一對顯性基因控制。進一步利用一個包含159個單株的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)推測對應F2單株的表型，進行抗褐飛虱基因的連鎖分析。在第4染色體短臂兩個SSR標記RH0078和S4-2之間約1.3cM的范圍內(nèi)檢測到一個LOD值為33.76，貢獻率為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記輔助選擇育種的分子標記。
　　2.在完成兩個抗褐飛虱主基因Bph3和Bph27(t)精細定位的基礎(chǔ)上，分別利用與其緊密連鎖的分子標記RH0078、RH007、Q13和Q31，以寧粳3號為輪回親本，通過連續(xù)回交，進行Bph3和Bph27(t)抗褐飛虱分子標記輔助選擇育種。通過六次回交，獲得了一系列遺傳穩(wěn)定的Bph3和Bph27(t)導入系。田間目測各株系農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，從中選取了

6、8個Bph3導入系和4個Bph27(t)導入系進行綜合評價?？瓜x鑒定結(jié)果顯示，所獲得的導入系均表現(xiàn)較高的褐飛虱抗性;進一步考察各家系的農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明除結(jié)實率外，其他農(nóng)藝性狀與輪回親本寧粳3號無顯著差異。利用均勻分布于水稻12條染色體的376個分子標記，對其中3個家系進行了背景檢測，背景回復率在92.80％-95.75％。分析發(fā)現(xiàn)，各家系除目標基因外，同時還導入了一個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