灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病和條紋葉枯病抗性QTL定位.pdf

1、水稻黑條矮縮病是一種由水稻黑條矮縮病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)引起的病毒病,主要以灰飛虱為傳播介體進(jìn)行傳播。近年來(lái),水稻黑條矮縮病在江蘇、浙江、江西和福建大規(guī)模發(fā)生,在江蘇的危害最為嚴(yán)重。目前,對(duì)水稻黑條矮縮病的防治主要是使用農(nóng)藥防治傳毒介體灰飛虱,但由于介體昆蟲(chóng)種群數(shù)量大,導(dǎo)致防治效果不佳,且存在環(huán)境污染。因此,選育優(yōu)良的抗病品種,利用品種自身的抗性是最經(jīng)濟(jì)最有效的防治方法之一。<

2、br>　　 通過(guò)水稻黑條矮縮病的田間鑒定發(fā)現(xiàn),分蘗盛期的病狀最為顯著,提出水稻分蘗盛期是進(jìn)行水稻黑條矮縮病癥狀觀察的最佳時(shí)期。對(duì)江蘇地區(qū)311份粳稻品種進(jìn)行重病區(qū)田間鑒定試驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)對(duì)黑條矮縮病毒(RBSDV)免疫的品種。江蘇省目前正在推廣的主栽水稻品種發(fā)病率在10.0％～30.0％之間,曾推廣的287份粳稻品種中,71.5％的品種發(fā)病率在10.0％～30.0％之間。來(lái)源于日本的粳稻品種Koshihikari的黑條矮縮病發(fā)病率相對(duì)較低

3、,秈稻高產(chǎn)品種桂朝2號(hào)為感病品種。利用Koshihikari/性朝2號(hào)RIL群體進(jìn)行了抗RBSDV的基因定位,結(jié)果在第3染色體上標(biāo)記RM7-RM5748之間檢測(cè)到1個(gè)抗黑條矮縮病的QTL,來(lái)自Koshihikari的等位基因增強(qiáng)了水稻黑條矮縮病的抗性,攜帶抗性位點(diǎn)的家系明顯提高了對(duì)RBSDV的抗性。本研究結(jié)果將為研究水稻黑條矮縮病和水稻抗黑條矮縮病分子育種提供重要信息。
　　 水稻條紋葉枯病是一種病毒病,主要由灰飛虱(Laode

4、lplax striatellus Falle)介導(dǎo)的水稻條紋葉枯病毒(rice stripe virus,RSV)引起。1963年,條紋葉枯病在我國(guó)江蘇、浙江、上海一帶首次暴發(fā)成災(zāi),2000年該病害在江蘇、河南等地再次暴發(fā)成災(zāi),已成為該地區(qū)水稻主要病害之一,現(xiàn)已擴(kuò)展蔓延至我國(guó)20個(gè)省、市、自治區(qū)的水稻種植區(qū)。目前水稻生產(chǎn)上對(duì)該病的防治對(duì)策主要采取改進(jìn)栽培技術(shù)條件和適期治蟲(chóng)防病相結(jié)合的措施,但防效不佳,且存在環(huán)境污染。因此,選育優(yōu)良的抗

5、病品種,利用品種自身的抗性是最經(jīng)濟(jì)最有效的防治方法之一。目前,生產(chǎn)上廣泛使用的抗性材料大都含Stvb-i基因,抗源相對(duì)狹窄,急需加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有水稻資源的抗性篩選,并對(duì)一些新的抗病基因(或位點(diǎn))的遺傳規(guī)律進(jìn)行研究,以加速我國(guó)水稻抗條紋葉枯病品種的選育。
　　 為了解中抗條紋葉枯病的水稻品種桂朝2號(hào)是否攜有新的抗性基因,本研究利用Koshihikari/桂朝2號(hào)重組自交系(recombinant inbred lines,RIL)群體,

6、采用強(qiáng)迫飼毒和重病區(qū)自然接種的方法,以病情指數(shù)比率作為條紋葉枯病表型值,對(duì)水稻抗條紋葉枯病特性進(jìn)行了QTL檢測(cè)。4次鑒定中共檢測(cè)到3個(gè)抗條紋葉枯病的QTLs,分別位于第4、9和12染色體上。在2次人工強(qiáng)迫飼毒和一次自然接種鑒定中,位于第9染色體上標(biāo)記RM566～RM3533之間的qStv-9均能被檢測(cè)到,LOD值分別為4.72、3.82和3.97,貢獻(xiàn)率分別為13.7％,12.3％和11.3％,該QTL位點(diǎn)增強(qiáng)抗性的等位基因來(lái)自中抗親本

7、桂朝2號(hào)。位于第12染色體上標(biāo)記RM20～ZH12-1之間的qStv-12在兩次人工接種和一次自然接種均能被檢測(cè)到,LOD值分別為8.55、6.59和4.69,貢獻(xiàn)率分別為32.1％、24.1％和22.8％,該QTL位點(diǎn)增強(qiáng)抗性的等位基因來(lái)自中抗親本桂朝2號(hào)。qStv-4僅在2006年的自然接種被檢測(cè)到,LOD值為4.28,貢獻(xiàn)率為16.4％,來(lái)自中抗親本桂朝2號(hào)的等位基因增強(qiáng)了該QTL位點(diǎn)的抗性。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),攜帶多個(gè)抗性等位基因的

8、株系對(duì)條紋葉枯病的抗性有顯著提高,暗示可通過(guò)MAS聚合抗性QTLs培育抗條紋葉枯病水稻新品種。
　　 IR24是一個(gè)中抗條紋葉枯病的秈稻品種,先前利用Asominori/IR24重組自交系(RIL)群體檢測(cè)到三個(gè)QTLs,分別為qSTZ3、qSTV7和qSTV11—i,來(lái)自中抗親本IR24的等位基因增強(qiáng)了這些QTLs位點(diǎn)的抗性。為了驗(yàn)證這三個(gè)QTLs的遺傳穩(wěn)定性,利用以Asominori為遺傳背景IR24插入片段并分別含有qST

9、V3、qSTV7和qSTV11—i的染色體片段置換系(Chromosome segment substitution line,CSSL)家系CSSL17、CSSL39和CSSL62與Asominori進(jìn)行回交、自交繁殖Asominori/CSSL17 F2:3、Asominori/CSSL39 F2:3和Asominori/CSSL62 F2:3次級(jí)群體,驗(yàn)證qSTV3、qSTV7和qSTF11—i的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,qSTV3和qS

10、TV11-i可以穩(wěn)定遺傳,并且qSTV11-i的貢獻(xiàn)率較高,是一個(gè)主效QTL。對(duì)傳毒介體灰飛虱的排趨性實(shí)驗(yàn)表明,qSTV3和qSTV7的抗病性和抗蟲(chóng)性無(wú)關(guān)。等位性分析表明,qSTV11—i和以前報(bào)道的Stvb-i基因不等位。利用2780個(gè)Asominori/CSSL62 F2:3家系單株將qSTV11—i精細(xì)定位在與Stvb-i相近的一個(gè)73.6kb區(qū)間內(nèi),揭示了在第11染色體這一區(qū)域存在著多個(gè)抗RSV基因,同時(shí)為分子標(biāo)記輔助選(MAS