【摘 要】
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由稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是分布范围最广、最具毁灭性的水稻病害。其防治难度非常大,培育抗病品种仍然是防治该病害最为经济和有效的方法,由于稻瘟病菌中的无毒基因变异较快,基于单个主效基因的抗性可以很容易的在短时间内被无毒基因的变异所克服。主效基因的累加有可能提供相对持久的抗病性,Pi-ta和Pi-b基因是最早克隆的两个抗瘟基因,抗性效果较好,抗谱也较广。本文一方面通过在
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由稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是分布范围最广、最具毁灭性的水稻病害。其防治难度非常大,培育抗病品种仍然是防治该病害最为经济和有效的方法,由于稻瘟病菌中的无毒基因变异较快,基于单个主效基因的抗性可以很容易的在短时间内被无毒基因的变异所克服。主效基因的累加有可能提供相对持久的抗病性,Pi-ta和Pi-b基因是最早克隆的两个抗瘟基因,抗性效果较好,抗谱也较广。本文一方面通过在温室的条件下对含有Pi-ta和Pi-b的CybonnetX Saber重组自交系(RILs)群体接种4个稻瘟菌小种(10个菌株),根据各个RIL的抗性反应和该群体的基因型数据进行QTL定位,并对其主效抗性基因的互作效应进行研究。另一方面通过两年的田间试验测量了群体的产量相关性状并定位了其QTL,进一步分析了这两个主效基因(Pi-ta、Pi-b)与各个产量相关性状及其QTL的相关性。获得的主要研究结果如下:1.两个品种(M-202和Nipponbare)的两个接种试验(同步接种和单个时期的接种)都证实了水稻在V1-V4叶期是较感病的叶期,而V3-V4的叶片面积相对较大,叶片上的病斑相对容易观察和记录,因此水稻的V3-V4叶期成为最佳的接种时期。在V5叶期以后成株抗性逐渐增强而感病性就逐渐减弱,以至到了 V9和V10叶期几乎表现出完全抗病。2.构建了由179个SNP标记组成的QTL定位连锁图谱,并定位到了 6个抗稻瘟病QTLs,其中2个是已知主效抗性基因Pi-ta、Pi-b,另外4个微效QTLs BR3、qBR8、qBR9、qBR11分别分布在水稻第3,8,9和11号染色体上;9个与产量性状相关的QTLs,其中5个千粒重QTLs qTGW3,qTGW2,qTGW1,qTGW11,qTGW12可解析的表型变异率为 26.62%,12.40%,13.13%,7.10%和4.29%;2个穗长QTLsqPL3和qPL1可解析的表型变异率为12.94%和11.13%;2个穗重QTLs qP2和qPW3可解析的表型变异率为8.09%和6.64%。其中qPW2是亿个新的QTL。3.主效抗瘟基因Pi-ta和Pi-b之间存在较强的加性X加性上位效应。Pi-ta的平均加性效应为6.30%(0-100%),表明Pi-ta基因能够减少6.30%的病斑面积,可解析38.65%的表型变异;Pi-b的平均加性效应为-5.29%(0-100%),可解析23.93%的表型变异;Pi-ta和Pi-b之间的加性X加性上位效应为-5.05%(0-100%),表明当这两个主效基因在一起的时候它们还能减少5.05%的病斑面积,可解析17.77%的表型变异。另外主效抗性基因Pi-b与微效抗性QTLqBR9;Pi-ta与qBR9;Pi-b与qBR3;Pi-ta,Pi-与qBR8也存在加性X加性上位效应。根据得到的QTL及其组合情况与水稻的抗瘟数据,筛选到了 30个重组自交系个体,为分子标记辅助选择(Marker assisted selection)高抗种质资源提供依据。4.通过2016和2017两年的田间试验,发现在2016年Cybonnet×Saber群体中主效抗性基因Pi-ta、Pi-b与千粒重的相关性低;2017年这两个主效抗性基因与千粒重、枝梗数、穗重、穗长的相关性也低。正是因为主效抗性基因Pi-ta,Pi-b与产量相关性状低的相关性才使得群体中一些抗瘟性既好,产量又高的种质资源被挖掘出来,为日后的抗病高产新品种的研究提供优质的新材料。
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