聚合抗稻瘟病基因Pi9和抗褐飞虱基因bph20(t)、bph21(t)培育水稻三系不育系

摘要

水稻是世界上主要的粮食作物之一，在世界粮食生产中占有十分重要的地位。中国作为水稻生产和消费大国，其水稻的年耕种面积超过三千万公顷，有超过一半的人口以水稻为主食，所以水稻生产安全关系重大。然而在水稻生产中受到各种病虫害的影响，最终会导致水稻产量的下降，其中由于稻瘟病和褐飞虱的危害造成的损失尤其明显，严重影响到世界粮食生产安全。生产实践证明，充分利用已发掘到的水稻的稻瘟病抗性基因和抗褐飞虱基因培育出既抗稻瘟病又抗褐飞虱的水稻品种是减少病虫害的发生进而保证水稻生产安全的最经济最长效的途径。
　　本研究分为两个阶段:
　　第一个阶段以具有优质农艺性状的保持系博ⅢB为受体，以含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻681和含有抗褐飞虱基因bph20(t)、bph21(t)的水稻材料BPH54为供体，进行杂交，多代回交。结合传统育种、褐飞虱抗性鉴定和分子标记辅助选择将Pi9、bph20(t)、bph21(t)聚合到保持系博ⅢB中，经过多代回交选择出抗稻瘟病和褐飞虱的保持系。
　　第二个阶段以含有Pi9、bph20(t)、bph21(t)的优良水稻保持系中间材料为供体，以不育系材料博ⅢA为受体，进行杂交，多代回交。结合传统育种、分子标记辅助选择以及花粉育性检测和抗虫鉴定结果对后代进行筛选，培育出抗稻瘟病和褐飞虱的不育系材料。
　　获得以下结果:
　　1.获得含有抗稻瘟病基因Pi9和抗褐飞虱基因bph20(t)、bph21(t)并且表现型和博ⅢB极其相似的水稻保持系材料。
　　2.获得含有抗稻瘟病基因Pi9和抗褐飞虱基因bph20(t)、bph21(t)并且花粉育性检测不染色的水稻不育系中间材料。
　　3.初步筛选出两对引物在三个育种亲本间的扩增结果存在多态性，进一步验证其与bph20(t)基因的连锁关系后，可用作bph20(t)基因的分子标记。

目录

声明

摘要

1．前言

1．1 研究目的和意义

1．2 水稻抗稻瘟病育种研究进展

1．2．1 稻瘟病的概述

1．2．2 稻瘟病的发病规律和致病机理

1．2．3 水稻对稻瘟病的抗性的分子机制

1．2．4 稻瘟病的防治

1．2．5 稻瘟病抗性基因的研究进展

1．3 水稻抗褐飞虱育种研究进展

1．3．1 褐飞虱的概述

1．3．2 褐飞虱的生物型

1．3．3 水稻对褐飞虱的抗性机理

1．3．4 水稻品种对褐飞虱抗性鉴定

1．3．5 褐飞虱抗性基因及其在育种中的应用

1．4 水稻三系不育系的选育

1．4．1 三系杂交水稻

1．4．2 质-核互作不育系的来源

1．4．3 质-核互作不育系的分类

1．4．4 抗性不育系的培育

1．5 分子标记辅助选择技术

1．5．1 分子标记的种类

1．5．2 分子标记辅助选择的优势

1．5．3 分子标记辅助选择在育种中的应用

2 材料和方法

2．1 材料

2．1．1 水稻材料和褐飞虱虫源

2．1．2 实验所用引物信息

2．2 方法

2．2．1 技术路线

2．2．2 选育过程

2．2．3 水稻苗期抗虫鉴定

2．2．4 水稻花粉育性检测

2．2．5 水稻杂交方法

2．2．6 水稻基因组DNA的提取

2．2．7 PCR反应

2．2．8 电泳检测

2．2．9 bph20(t)基因分子标记的开发

3 实验结果和分析

3．1 水稻基因组DNA的检测

3．2 基因Pi9的分子标记PB8在育种亲本中多态性的检测及在育种分离世代的检测

3．2．1 分子标记PB8对基因Pi9在亲本间多态性的检测

3．2．2 分子标记PB8在各个育种分离世代的分子检测

3．3 用于基因bph20(t)的新标记的寻找

3．3．1 5对SSR引物对育种亲本间的多态性检测

3．3．2 设计的12对引物在育种亲本间的多态性检测

3．4 褐飞虱抗性鉴定结果

3．4．1 2013年7月对BC1F2世代水稻材料褐飞虱抗性鉴定

3．4．2 2014年7月对BC4F2世代水稻材料褐飞虱抗性鉴定

3．5 含有双抗基因的回交后代的育性选择

4 讨论

4．1 抗褐飞虱三系不育系的培育

4．2 稻瘟病抗性鉴定

4．3 抗褐飞虱鉴定显示水稻材料的抗性等级较低

4．4 分子标记在水稻育种中的重要意义

5 结论

5．1 获得双抗保持系材料

5．2 获得双抗不育系中间材料

5．3 获得两对引物在育种亲本的扩增产物存在多态性

6 后续工作

6．1 对bph20(t)连锁标记的进一步验证

6．2 对不育系材料进行进一步的筛选

致谢

参考文献

附录

作者在攻读硕士学位期间科研、论文发表