水稻抗病虫基因的分子标记聚合育种研究

摘要

水稻是世界上重要的粮食作物，也是病虫害最严重的作物，稻瘟病、白叶枯病、螟虫、褐飞虱是危害水稻生产最严重的病虫害，被称之为水稻的“两病两虫”。长期实践表明，培育抗病虫新品种是最经济有效的防治这些病虫害的方法。在前人研究及本人所在实验室前期研究的基础上，本研究利用抗稻瘟病主效基因pi9，抗白叶枯病主效基因xa23的分子标记C189(EST标记，共显性)，抗褐飞虱主效基因bph14的分子标记MRG2329(SSR标记，共显性)以及转抗鳞翅目害虫双价基因(cry1Ac/sck)，通过标记辅助选择培育了一批单抗、双抗和多抗的水稻材料，为进一步开展水稻抗病虫分子标记辅助选择育种创造了条件。主要结果如下： (1)通过分子标记辅助回交育种，分别将xa23、pi9、cry1Ac/sck和bph14基因导入到15个受体亲本(12个优良恢复系和3个保持系)中。目前，已获得5个携带pi9基因的近等基因系、9个携带xa23基因的近等基因系、7个携带cry1Ac/sck基因的近等基因系和4个受体亲本携带bph14基因的BC3F2植株。 (2)采用回交育种结合分子标记辅助选择方式构建15个受体亲本的双抗病或双抗虫水稻的近等基因系。目前，已获得2个携带xa23/pi9基因的近等基因系和1个受体亲本携带cry1Ac/sck和bph14双抗虫基因的BC3F2植株。 (3)获得3个三抗(pi9、xa23及bph14)和3个四抗(pi9、xa23、cry1Ac/sck及bph14)水稻纯合株系。对得到的3个四抗纯合株系的cry1Ac基因表达进行ELISA分析，结果表明，BT蛋白相对含量各株系平均为0.1254％，最高者达到0.1381％，暗示这些植株可能具有较好的抗螟虫特性；室内稻瘟病抗性鉴定显示3个四抗纯合株系均抗稻瘟病。

目录

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摘要

前言

1文献综述

1.1稻瘟病及其抗性育种

1.1.1稻瘟病概述

1.1.2稻瘟病抗性基因的分子定位

1.1.3稻瘟病抗性基因的克隆

1.2水稻白叶枯病研究进展

1.2.1水稻白叶枯病概述

1.2.2水稻白叶枯病抗性基因的鉴定、分子定位与克隆

1.3本文作者实验室抗螟虫水稻的研究现状

1.4水稻抗褐飞虱研究进展

1.4.1褐飞虱的为害方式及其生物型

1.4.2水稻抗褐飞虱的遗传研究进展

1.5分子标记辅助育种

1.5.1分子标记的特点、类型及相互比较

1.5.2分子标记辅助选择的应用条件

1.5.3分子标记辅助选择在水稻育种中的应用

1.6本研究的立题思想

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1抗性基因来源及原始亲本

2.1.2抗性基因供体及来源

2.1.3受体亲本

2.2育种的技术路线

2.3抗性基因的分子检测

2.3.1根据PCR扩增产物的多态性谱带检测抗性基因

2.3.2cry1Ac表达的ELISA检测

2.4稻瘟病的抗病性鉴定

2.4.1供试菌株

2.4.2菌株培养

2.4.3接种和抗性评价

3结果与分析

3.1单抗近等基因系的创建

3.1.1携带pi9基因的近等基因系的创建

3.1.2携带xa23基因的近等基因系的创建

3.1.3携带cry1Ac/sck基因的近等基因系的创建

3.1.4携带bph14基因的近等基因系的创建

3.2双抗近等基因系的创建

3.2.1聚合xa23/pi9双抗病水稻近等基因系的创建

3.2.2聚合cry1Ac/sck及bph14水稻近等基因系的创建

3.3聚合多个抗病虫基因水稻恢复系材料的创建

3.3.1聚合pi9、xa23、cry1Ac/sck及bph14水稻恢复系的创建

3.3.2聚合pi9、xa23及bph14水稻优良恢复系的创建

4讨论

4.1聚合水稻抗病虫基因的意义

4.2关于近等基因系的创建

4.3分子标记辅助选择与生物学鉴定

4.4本研究的后续工作及展望

参考文献

附录

致谢