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水稻稻瘟病病圃建立及抗病育种优选评价

刘二明

  稻瘟病是水稻最主要的灾害性病害之一,世界各水稻产区都有此病发生,防治稻瘟病最有效的途径是选育和种植抗病品种。本研究在国内首先将中选的稻瘟病病圃与抗病育种结合,对病圃稻瘟病菌群体的DNA分子遗传结构、品种和育种材料的抗瘟性鉴定、抗病育种优选评价及21个品种的抗性基因同源序列相似性等进行了较系统的研究。2001年在湖南晚稻抽穗后期,对浏阳、桃江和长沙丘陵山区等10个乡镇15个村,根据田间稻瘟病发病实况,结合病史、病害生态条件、气象因素、地理隔离条件、灌溉及交通等要素,进行了实地现场考察。经综合评价分析,选择出浏阳大围山稻瘟病病圃,它位于浏阳市大围山镇荣湾村,大围山国家森林公园,地处东经114°5′、北纬28°30′、海拔400m。属中亚热带季风湿润气候,年平均气温17.3℃,降水量1552毫米,1月平均气温5.2℃,7月平均气温28.9℃,年日照长度1656小时,无霜期262天。病圃露珠保持时间在15个小时以上。经2年对7350份水稻材料的抗叶、穗瘟鉴定试验,证明病圃鉴别能力强、鉴定结果准确可靠,隔离条件极好,是一个可持续适宜稻瘟病抗性鉴定圃和抗病育种基地。来自湖南安化、浏阳、桃江等地的129个菌株的基因组DNA的rep-PCR扩增,共获得24个不同的DNA带型。根据稻瘟病菌菌株DNA带型,在72%相似水平下,可将129个菌株划分为4类。安化、浏阳、桃江三地稻瘟病山区生态系中的菌株在4个谱系中均有分布。谱系L1和L3的菌株数占总数的41.09%和46.51%,占绝对优势。按带型是否相同,可将129个菌株划分出24个单元型,从单元型所含菌株占总菌株百分数看,H5、H6和H17为优势单元型,它们分别占16.28%、16.28%和17.83%。从谱系的单元型组成可以看出,稻瘟病菌在分子水平上具有较大的异质性,存在变异的潜能。根据湖南稻瘟病菌群体遗传组成,选择了首次新病圃没有检测到的单元型菌株,即47-3、54-2、34-2(分别属谱系L1中的单元型H1、H3、H5),53-1、23-1(谱系L2中的H7),27-1(谱系L4中的H23)等6个菌株混合接种到4个感病诱发品种(或组合)即湘矮早7号、湘晚籼11号、华晚优1号和培两优288溥卜后研究工作报告水稻稻瘟病病圃建立及抗病育种优选评价上。用国内7个稻瘟病菌小种鉴别品种和4个工RR工近等基因系进行田间毒力动态监测。在11个鉴别品种上除Tetep表现抗病,其余表现为中感至高度感病。尽管Tetep表现抗病,但在叶和穗上都能见到少量典型的产抱型病斑,这说明病圃国内7个致病小种群都存在,A群是稀有小种群。基于病圃稻瘟病菌群体遗传组成和田间毒力动态监测,病圃的稻瘟病菌群体遗传组成具有丰富的多样性。2002年一2003年,在病圃共鉴定水稻品种和育种材料7350份,其中2002年3383份材料的叶瘟,高抗至中抗的材料491份,占14.52%,高感至中感材料2892份,占85.45%;在淘汰部分7至8级叶瘟材料的情况下,2853份材料的穗瘟,高抗至中抗的材料769份,占26.96%,高感至中感材料2084占73.05%。2003年3967份材料的叶瘟,高抗至中抗的材料709份,占17.56%,高感至中感材料3258份,占81.410k;在淘汰部分7至8级叶瘟材料的情况下,2552份材料的穗瘟,高抗至中抗的材料1094份,占42.87%、高感至中感材料1458份占,57.150/0。在抗病育种过程中,结合过去经验和考虑到病圃的病害选择压力远大于非病圃区域,确定叶瘟8一9级和穗瘟7一9级的株系作为淘汰指标。基于对1061个组合的F:、FZ、F3和F‘.的选育结果评价,常规稻杂交的FZF;、F6或FZ、F3和F:和杂交稻F,均应在病圃中进行选育,这样抗稻瘟病育种的效率就大大提高。用6对RGA引物,即RGAI(XLRR一for/XLRR一rev)、RGAZ(XLRR一invl/XLRR一invZ)、RGA3(NLRR一for/NLRR一rev)、RGA4(NLRR一invl/NLRR一invZ)、RGAS(Pto一kinl/pto一kinZ)和RGA6(Pto一kin3/Pto一kin4)对21个品种进行RGA一PCR DNA指纹分析,以相似系数0.72和用田间叶瘟严重度对相同的21个品种取阑值0.84进行聚类,两者均可以分成5类,尽管类与类之间没有一一对应关系,但抗谱广、抗性稳定或具持久抗瘟性的品种,能较好地聚类在一类,如湘资3150(L6)、IR156(L7)、株两优02(LS)、ZROZ(Llo)。在6对引物中,RGAI和RGAZ来自于水稻抗白叶枯病基因Xa21含LRRs结构,RGA3来自于烟草N别含LRRs结构,本研究结果显示,上述3对引物比较适宜用于水稻稻瘟病抗性基因遗传背景分析。……   
[关键词]:水稻;稻瘟病;病圃;抗性鉴定;抗病育种;DNA指纹
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国农业科学院2004年