分子标记辅助培育水稻万金B抗稻瘟病近等基因系与基因聚合系

摘要

稻瘟病是由子囊菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyriculariagrisea(cooke)Sacc.]引起的最具毁灭性的水稻病害之一。该病害在全世界水稻产区普遍发生。挖掘和利用广谱持久抗性基因，培育水稻抗性品种是防治稻瘟病最经济有效的策略。Pi1、Pi2、Pik-h和 Pita-2是具有广谱抗性的显性主效水稻抗稻瘟病基因。本研究分别利用含Pi1、Pi2、Pik-h和Pita-2基因的水稻材料C101LAC、C101A51、IRBLkh-K3和IRBLta2-Re或DV8作为稻瘟病抗性基因的供体亲本，以保持系万金 B为受体轮回亲本，通过回交转育结合分子标记辅助选择技术，获得了一套以万金 B为遗传背景的抗稻瘟病近等基因系和基因聚合系，在此过程开发了适于Pita-2基因选择的分子标记，鉴定了近等基因系农艺性状的表现。主要研究结果如下：
　　1、利用万金B与Pita-2基因供体DV8的杂交F2代群体鉴定和开发与Pita-2基因紧密连锁的分子标记，共开发了11对InDel标记引物，经过筛选后其中有4对引物在万金B及DV8之间存在多态，分别为InDel37、InDel39、InDel43、InDel45。利用这4对引物以及另外4对SSR引物对Pita-2基因进行定位，确定Pita-2位于InDel标记InDel39和SSR标记RM28033之间，两侧标记与Pita-2的遗传距离均为0.4 cM，进一步缩小了Pita-2基因所在区域的范围，为Pita-2基因的选择提供了紧密连锁的分子标记。
　　2、通过抗性基因供体与受体亲本杂种后代的回交和自交，并结合抗病基因 Pi1的分子标记RM144和RM224、Pi2的分子标记AP22和SRM24、Pik-h的功能性分子标记Pikh、Pita-2的分子标记RM28033和InDel39等进行标记选择和抗性鉴定，在BC4F2代分别获得了含纯合抗病基因Pi1、Pi2、Pik-h和Pita-2的改良单株8株、7株、11株和9株；在BC5F1代分别获得了含Pi1、Pi2、Pik-h和Pita-2基因的改良单株18株、16株、21株和18株。基本育成了一套以万金B为遗传背景，分别含有Pi1、Pi2、Pik-h和Pita-2基因的近等基因系。
　　3、在含抗病基因的BC3F1代改良株系中，选择遗传背景恢复好的单株进行抗性基因的聚合，结合自交和标记选择，在含不同基因的单株杂交的F1代获得Pi1和Pi2基因聚合单株3株，Pik-h和Pita-2基因聚合单株5株；F1代聚合两个基因的单株自交得到含有纯合抗病双基因的F2代单株6株及12株；将Pik-h和Pita-2基因聚合株系与Pi2基因BC4F1代回交株系杂交，在杂交F1代获得含Pik-h、Pita-2和Pi2基因聚合的单株4株。
　　4、对已获得的近等基因系进行遗传背景检测，含 Pi1基因的近等基因系遗传背景恢复率为97.3％~98.4%，含Pi2基因的近等基因系遗传背景恢复率为97.2%~98.3%，含Pik-h基因的近等基因系遗传背景恢复率为97.7%~98.3%，含Pita-2基因的近等基因系遗传背景恢复率为97.6%~98.4%。Pi1+Pi2和Pik-h+Pita-2两个双基因聚合系遗传背景恢复率都为98.4%。对已获得的近等基因系生育期、株高、穗长、分蘖数、有效穗数、剑叶长、剑叶宽、剑叶长宽比、穗粒数、穗实粒数、结实率、穗粒重、千粒重等主要农艺性状的考察，结果除生育期外，其他性状均与万金 B无显著差异，基本保持了万金B的优良农艺性状。

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1 文献综述

1.1 水稻稻瘟病概述

1.2 水稻抗稻瘟病基因的遗传、克隆及定位

1.3 抗稻瘟病分子标记辅助选择育种

1.4 InDel分子标记的开发

1.5 本研究的目的及意义

2 Pita-2基因连锁标记的鉴定和开发

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

3 万金B抗稻瘟病近等基因系及基因聚合系的培育

3.1 材料和方法

3.2 结果与分析

3.3 小结与讨论

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

致谢

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