分子标记辅助选择改良R1813的稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性

摘要

稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱是水稻生产上最主要的三种病虫害，在病虫害流行年份，会严重的影响水稻产量和品质。而水稻作为全世界一半以上人口的主食，其产量的损失不仅带来粮食安全问题，与此同时由于病虫害的防治还会严重影响自然生态环境。R1813是湖南隆平种业有限公司选育的籼型、高产、抗倒、迟熟的恢复系，以R1813为父本，已经选配出一批组合通过审定。本研究利用分子标记辅助选择技术及表型选择，通过杂交和回交，将MD12086-41携带的将抗稻瘟病基因Pi9、抗白叶枯病基因Xa23、抗褐飞虱基因Bph14、Bph15导入到R1813的背景中，期望选育稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性明显提高，但表型与R1813相似的改良株系，为后续的育种提供中间材料。主要研究结果如下:
　　1、从“R18134/MD12086-41”的后代中，通过分子标记和表型选择，选育出携带Bph14、Bph15、Pi9和Xa23基因的株系7个，株系号是ST15005-1-280、ST15005-1-284、ST15005-1-8-9、ST15005-1-106-9、ST15005-1-318-1、ST15005-1-318-4和ST15005-1-318-14，携带Bph14、Bph15和Xa23的株系1个，株系号是ST15005-1-206，目测表型与受体亲本R1813相似。
　　2、褐飞虱抗性鉴定结果表明，株系ST15005-1-206、ST15005-1-280、ST15005-1-8-9和ST15005-1-318-14的抗性为3级，表现抗;株系ST15005-1-106-9、ST15005-1-318-1和ST15005-1-318-4的抗性为5级，表现中抗。
　　3、白叶枯抗性鉴定结果表明，所有育成的8个株系对本实验接种的2个菌株ZHE173和GD1358均表现抗或高抗。
　　4、在稻瘟病病区自然诱发鉴定表明，8个育成株系的稻瘟病综合抗性指数为1.0-2.3，比受体亲本R1813的5.5有明显提高。使用35个菌株对育成株系进行人工接种，叶瘟抗谱鉴定表明，育成株系的抗性频率为91.43％-100％，比受体亲本R1813的77.14％也有明显提高。
　　5、对育成株系的产量、主要农艺性状和稻米品质分析表明，除了株系ST15005-1-206和ST15005-1-318-1的产量显著低于受体亲本R1813以外，其它6个株系的产量均与R1813无显著差异，8个育成株系的结实率都低于R1813，其他性状与R1813相似。株系ST15005-1-280、ST15005-1-284、ST15005-1-8-9的稻米品质较差，其他5个株系的米质都与R1813相似。
　　6、杂种优势鉴定结果表明，丰39S/ST15005-1-318-1、丰39S/ST15005-1-318-14、华5282S/ST15005-1-318-1、华5325S/ST-15005-1-106-9和华5325S/ST15005-1-318-4这5个组合的综合表现较好，表现产量较高、稻米品质优，建议进一步进行试制种和多点比产试验。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 文献综述

1．1 水稻稻瘟病的研究进展

1．1．1 稻瘟病的危害及其防治

1．1．2 稻瘟病菌生理小种研究进展

1．1．3 水稻抗稻瘟病基因的研究进展

1．2 水稻白叶枯病的研究进展

1．2．1 白叶枯病及其生理小种的研究

1．2．2 水稻抗白叶枯病基因的研究进展

1．3 水稻褐飞虱的研究进展

1．3．1 褐飞虱的危害及其生物型研究

1．3．2 水稻抗褐飞虱基因的研究进展

1．4 病虫害与水稻互作机制的研究进展

1．5 分子标记辅助选择在水稻育种中的应用

1．6 研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 实验材料和选育过程

2．2 实验方法

2．2．1 DNA样品的提取

2．2．2 PCR扩增和相关分子标记

2．2．3 褐飞虱抗性鉴定

2．2．4 室内苗期稻瘟病抗谱鉴定

2．2．5 病区自然诱发稻瘟病抗性鉴定

2．2．6 白叶枯抗性鉴定

2．2．7 育成株系主要农艺性状的考察及其配合力分析

2．2．8 稻米品质分析

3 实验结果与分析

3．1 株系选择及分子检测结果

3．2 育成株系及其所配杂交组合的抗性鉴定结果

3．2．1 育成株系的褐飞虱抗性鉴定结果

3．2．2 杂交组合的褐飞虱抗性鉴定结果

3．2．3 育成株系的白叶枯抗性鉴定结果

3．2．4 杂交组合的白叶枯抗性鉴定结果

3．2．5 育成株系的稻瘟病抗性鉴定结果

3．3 育成株系及杂交组合产量、主要农艺性状和稻米品质表现

3．3．1 育成株系的产量和主要农艺性状表现

3．3．2 育成株系的米质分析结果

3．3．3 杂交组合的产量和主要农艺性状表现

3．3．4 杂交组合的米质分析结果

3．4 配合力分析

3．4．1 杂交组合各农艺性状配合力分析及遗传力估计

3．4．2 母本一般配合力效应和特殊配合力效应方差分析

3．4．3 父本一般配合力效应和特殊配合力效应方差分析

4 讨论

4．1 育成株系的病虫害抗性改良评价

4．2 配合力分析及组合选育

4．3 优良株系和组合评价

4．3．4 丰39S／ST15005-1-318-1

4．3．8 华5325S／ST15005-1-318-4

参考文献

致谢