31个水稻主效抗瘟基因对广西稻瘟病菌群体的抗性分析

摘要

【目的】鉴定评价31个已知主效抗瘟基因对广西稻瘟病菌的抗性,明确其在广西水稻育种中的利用价值,为水稻抗瘟新品种的选育、有效聚合抗瘟基因及抗瘟品种合理布局提供理论支撑。【方法】以25个抗瘟单基因系、6个抗稻瘟病近等基因系以及桂R106、红脚占、砦糖3个广西地方抗源品种和感病品种CO39、丽江新团黑谷为供试水稻材料,利用2018—2021年来自广西不同生态稻作区的328个稻瘟病菌单孢菌株对供试31个水稻主效抗瘟单基因进行室内人工喷雾接种抗性评价,并利用稻瘟病区自然诱发病圃对其进行田间抗性鉴定,评价供试水稻材料的抗病性,分析任意2个抗瘟基因的联合抗性频率,进行抗瘟基因与测试菌株的亲和性聚类分析。【结果】31个主效抗瘟基因对测试稻瘟病菌单孢菌株的抗性频率介于0~84.5%,多数基因抗性频率较低,在病区病圃表现高度感病。抗性频率较高的抗瘟基因依次为Pi-k、Pi-km、Pi-9、Pi-1和Pi-z^(5),分别为84.5%、82.9%、80.5%、77.4%和68.9%,这些抗瘟基因在病区病圃也表现出较好的田间抗病性;对任意2个抗瘟基因联合抗性频率分析发现,不同抗瘟基因间组合的联合抗性频率比单个抗瘟基因的抗性频率均有不同程度提高,其中Pi-km×Pi-9的联合抗性频率最高,达97.9%;根据抗瘟基因与测试菌株的亲和性结果进行聚类分析,供试31个主效抗瘟基因可划分为两大组,第I组包括Pi-a(1)等24个抗性较弱的抗瘟基因,抗性频率在0~57.0%,第Ⅱ组包括Pi-9等7个抗性较强的抗瘟基因,抗性频率在41.5%~84.5%。【结论】抗瘟基因Pi-k、Pi-km、Pi-9、Pi-1和Pi-z^(5)对广西稻瘟病菌具有较高的抗性频率,在病圃表现出较好的田间抗性,在广西仍可因地制宜加以利用。基因聚合有望选育出抗谱较广的抗瘟水稻品种。