期刊鉴别 论文检测 免费论文 特惠期刊 学术答疑 发表流程

野生稻主要抗病虫基因的发掘与利用研究概况(3)

时间:2014-02-13 09:44 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:周起先等 点击次数:

  白背飞虱是危害水稻生产的重要害虫,南方水稻黑条矮缩病主要是由白背飞虱传播。利用寄主抗性培育抗白背飞虱品种被认为是防治其危害的有效途径。目前,已鉴定出的抗白背飞虱基因共有8个,其中Wbph7(t)和Wbph8(t)来自野生稻。谭光轩[18]利用抗虫品系B5与明恢63构建RILs,将两个抗白背飞虱基因分别定位在抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的相同位点上。Wbph7(t)在第3染色体R1925和G1318之间1.1cM的区间内,Wbph8(t)在第4染色体R288和S11182之间0.3cM的区间内。

  3野生稻抗病基因的发掘及定位

  野生稻中含有多种抗病基因,如抗白叶枯病基因、抗稻瘟病基因、抗细菌性条斑病基因及抗纹枯病基因等。

  3.1野生稻抗稻瘟病基因

  稻瘟病是水稻生产中最严重的真菌病害,目前已有84个稻瘟病抗性基因被定位,并分离克隆了其中的18个。在众多的稻瘟病抗性基因中,仅有Pi9和Pi40(t)来自野生稻。Amante-Bordeos等[19]最早从小粒野生稻中鉴定出Pi9,并将其导入栽培稻中。Liu等[20]通过接种鉴定发现Pi9基因对来自13个国家的43个稻瘟病小种全部表现抗性,是目前为止稻瘟病抗谱最广的基因。Qu等[21]于2006年成功克隆该基因,其编码蛋白具有NBS-LRR结构域。

  Pi40(t)来自澳洲野生稻,对来自韩国和菲律宾毒性最强的稻瘟病菌株表现较强的抗性。Jeung等[22]从澳洲野生稻渗入系IR65482-4-136-2-2中鉴定出Pi40(t),并将其定位在水稻第6染色体短臂标记S2539和RM3330之间,进一步通过“电子着陆”(e-Landing)策略将其限定在与9871T7E2b标记紧密连锁的一段70kb的区间内。

  3.2野生稻抗白叶枯病基因

  白叶枯病是世界水稻生产中最严重的病害之一,一般会造成水稻减产20%~30%,严重时甚至绝收。截至2012年,国内外报道的水稻白叶枯病抗性基因共36个,其中26个为显性基因,10个为隐性基因(http://www.ricedata.cn/gene/index.htm)。源自野生稻的有7个,分别是Xa21、Xa23、Xa27(t)、Xa29(t)、Xa30(t)、Xa32(t)和Xa35(t)。

  Xa21是第一个从野生稻中克隆出来的重要功能基因。Khush等[23]利用具有白叶枯病抗性的西非长药野生稻(O.longistaminata)与常规稻IR24杂交、回交,经过小种接种鉴定后分析,证明其广谱抗性由一对显性基因控制,命名为Xa21,后进一步选育成携有Xa21的近等基因系IRBB21。Ronald等[24]利用123个DNA标记和985个随机引物对Xa21的抗性近等基因系分别进行了RFLP、RAPD分析,其中位于第11号染色体上的RG103、RAPD818和RAPD2483个标记与Xa21共分离,从而将Xa21定位在第11号染色体上。随后Song等[25]克隆了该基因,并迅速广泛应用于国内外水稻抗白叶枯病育种。

  Xa23来自普通野生稻,1998年由章琦[26]鉴定,并育成以金刚30为背景的近等基因系CBB23。王春连[27]利用金刚30与CBB23杂交F2代群体将Xa23基因精细定位于第11染色体,随后,通过BAC文库构建、Shotgun文库测序、遗传转化等方法Xa23克隆了该基因。Xa23基因抗谱广,抗菲律宾小种1-10、中国致病型小种1-7和日本小种1-3等共20个国内外白叶枯鉴别菌株,全生育期抗病,完全显性,抗性遗传力强,便于育种选择。

  Xa27是Amante-Bordeos等[19]通过中间杂交、胚拯救和回交等手段,将四倍体小粒野生稻的白叶枯病抗性导入栽培稻IR31914-45-3-2而获得的BC2F4株系78-15所携带的抗性基因,该基因抗菲律宾小种2、3、5和6。后由新加坡国立大学Temasek生命科学实验室与美国Ohio州立大学植物病理系进行了系统合作研究,改名为Xa27(t),并将其定位在水稻第6染色体M1081和M1059之间,两分子标记相距21cM。后Xa27(t)被精细定位在M964和M1197之间0.052cM的距离内,且与M631、M1230和M449共分离[28]。2005年,Gu等[29]将其克隆。

  Xa29(t)来自药用野生稻。谭光轩等[30]用栽培稻与B5构建RILs群体,利用白叶枯广致病菌系PXO61对该群体接种鉴定,采用集团分离分析(BSA)法,将该基因定位于第1染色体短臂C904和R596之间1.3cM的范围内。

  Xa30(t)基因来自普通野生稻。金旭炜等[31]和王春连等[32]鉴定发现含广谱抗水稻白叶枯病新基因的抗源Y238,并将该基因导入籼稻品种JG30培育至BC6F2代,得到近等基因系CBB30。利用BSA法,将该基因定位在第11染色体长臂C189与V65之间物理距离为395kb的范围内。

  Xa32(t)基因源自澳洲野生稻转育系C4064,对菲律宾小种1、4~9表现抗性。郑崇珂等[33]通过对F2分离群体及F3家系进行遗传连锁性检测,利用BSA法,将该基因定位在11染色体上SSR标记2064和RM6293之间,遗传距离分别是1.0cM和1.5cM。

  Xa35(t)来自于小粒野生稻。郭嗣斌等[34]将小粒野生稻的抗白叶枯病基因导入栽培稻IR24,以杂交BC2F2代群体及其F3、F4家系为材料,利用BSA法将该基因定位于11染色体长臂标记RM7654和RM6293之间,遗传距离分别为1.1cM和0.7cM,并与RM144共分离。

  3.3野生稻抗其他病害基因

  细菌性条斑病、纹枯病和水稻草丛矮缩病也是水稻的重要病害。黄大辉等[35]对野生稻进行了细菌性条斑病抗性鉴定,找到了15份药用野生稻抗病材料和57份普通野生稻抗病材料。Prasad等[36]在短舌野生稻(Oryzabarthii)、南方野生稻(Oryzameridionalis)、尼瓦拉野生稻(Oryzanivara)、药用野生稻等材料中均发现中抗纹枯病的材料,但目前定位出的抗纹枯病基因仅限于栽培稻内,野生稻中存在的抗纹枯病基因尚待挖掘[37]。水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病,防治比较困难,目前仅从尼瓦拉野生稻中找到抗源,IRRI将抗草丛矮缩病基因Gsv导入栽培稻,培育成的IR系列品种都具此基因及草丛矮缩病抗性[38]。

  4野生稻抗病虫有利基因的育种利用及前景

  关于野生稻有利基因的应用已有许多成功的例子,如抗白叶枯病基因Xa21、Xa23,抗稻瘟病基因Pi9,抗褐飞虱基因Bph14、Bph15等。广谱抗白叶枯病基因Xa21自20世纪90年代从野生稻发现以来,被成功转入栽培稻,并被世界各地广泛应用于抗病育种。通过杂交、回交已经培育出含Xa21基因的近等基因系IRBB21、IRBB60和广谱抗病品种Swarna、Mahsuri、Triguna和PR106等[39]。携有Xa23基因的品系CBB23和中野5112等也已用于育种计划[26]。李荣柏等[40]利用普通野生稻稻褐飞虱抗源,培育出多个具有生产应用价值的高产(或优质)抗稻褐飞虱育种品系和杂交稻组合。李进波等[11]采用SSR分子标记辅助选择,从9311/药用野生稻、1826/药用野生稻2个分离群体中获得一系列抗性基因纯合且农艺性状优良的稳定株系,Bph14单基因纯合株系中,92.31%的材料抗性水平在中抗以上,Bph15单基因纯合株系全为抗或高抗,Bph14、Bph15双基因聚合系抗性都达高抗水平,抗性强于单基因纯合株系。

  虽然利用野生稻有利基因培育出了优良品种,但是直接利用杂交技术转育野生稻基因还存在着许多困难。相同染色体组的种间杂交相对比较容易,但是异源染色体组间的远缘杂交(如非AA组野生稻)存在着诸多问题,如远缘杂交不亲和、后代败育以及长期分离不易稳定等,且有些有利性状多由多基因控制,难以获得含此性状的优良、稳定的栽培稻品种。因此,需要结合分子生物技术、细胞工程和分子标记辅助选择育种等方法提高杂交转育的效率,另外需要加强胚抢救、花药培养和原生质体融合等技术的应用。


  •   论文部落提供核心期刊、国家级期刊、省级期刊、SCI期刊和EI期刊等咨询服务。
  •   论文部落拥有一支经验丰富、高端专业的编辑团队,可帮助您指导各领域学术文章,您只需提出详细的论文写作要求和相关资料。
  •  
  •   论文投稿客服QQ: 论文投稿2863358778 论文投稿2316118108
  •  
  •   论文投稿电话:15380085870
  •  
  •   论文投稿邮箱:lunwenbuluo@126.com

联系方式

  • 论文投稿客服QQ: 论文投稿2863358778
  • 论文投稿客服QQ: 论文投稿2316118108
  • 论文投稿电话:15380085870
  • 论文投稿邮箱:lunwenbuluo@126.com

热门排行

 
QQ在线咨询
咨询热线:
15380085870
微信号咨询:
lunwenbuluoli