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稻瘟病是水稻生产上最主要的世界性病害之一,通过发掘和创造抗病种质、鉴定新的抗病基因,培育抗病品种是防止和减轻稻瘟病危害最有效、最经济的方法。 本研究利用来自日本、中国江苏、浙江、广东等地的31个稻瘟病菌株评价中国、日本和以丽江为背景的抗病单基因近等基因系等三套鉴别体系。结果表明:日本抗病单基因鉴别品种对稻瘟病菌具有很强的鉴别能力,31个菌株中鉴别出23种不同的致病型;抗病单基因近等基因系也有较高的鉴别能力,鉴别出15种致病型,但因这些抗病基因抗谱广、且体系中缺少足够的鉴别基因,因此很多菌株集中分布于L1致病型而不能进一步细分;中国稻瘟病鉴别品种的鉴别能力较差,只能检测到5个群的11个生理小种,主要原因是缺乏抗病单基因的品种,使得一半以上的菌株被划分为ZG1小种。相同的抗病基因在不同背景下出现不同的抗谱,分析这是由于不同背景仍存在其它抗病基因。 从基因的抗谱来看,Pi-km、Pi-ta、Pi-z1、Pi-k、Pi-ta2、Pi-z等3个位点的6个基因具有广谱抗性特征。对黑壳子粳、铁杆青和薄稻、R917和沈农1033等抗稻瘟资源品种利用40~50不等的菌株分别接种,结果表明它们的抗谱在97.5%以上,高于任何一个抗病单基因品种的抗谱,认为这些携带多个抗病基因。 利用抗稻瘟病的太湖粳稻地方品种黑壳子粳、铁杆青与普感的丽江新团黑谷杂交获得的F1、F2群体、F3家系和RILs,在苗期喷雾接种研54-04、北1、P-2b 3个日本稻瘟病鉴别菌系以及中国的4个小种,根据抗感反应分析亲本的抗病基因组成。结果表明:黑壳子粳对菌系研54-04的抗性由2对互为独立遗传的显性基因控制,对北1、P-2b、JS10、184、ZJ01和HN024101等6个菌株的抗性分别由1对显性基因控制;根据RILs各家系的反应,这8个基因互不相同,其中3个基因相互连锁;等位性测定结果,黑壳子粳对菌系北1的抗病基因与Pi-k、Pi-z、Pi-ta、Pi-b、Pi-t等5个已知抗病基因位点呈非等位关系,也不是Pi-i和Pi-a基因,是一个未知的抗病基因,暂定名为Pi-hkl(t)。铁杆青对研54-04的抗性也是由2对显性基因控制,对菌系北1的抗性则由一对显性基因控制,这3对基因互为独立遗传关系。两个粳稻地方品种抗瘟性遗传、抗病基因定位和稻瘟菌DNA指纹类型与致病型的关系研究 以黑壳子粳、铁杆青与苏御糯的Fl、FZ群体、F3家系及其亲本为材料,利用稻瘟病菌株北1和NH02一4101接种鉴定杭性,根据F3家系的杭感反应推测F:的基因型。应用ssR标记将黑壳子粳对北1的抗病基因Pi一hkl(t)定位在第11染色体长臂末端,位于SSR标记RM7654和RM7212之间,该基因与这2个标记的遗传距离分别为7.2cM和1 8.7cM;对菌株NH02一4101的抗病基因p卜hkZ(t)被定位在第12染色体的着丝粒附近,与标记RM277的遗传距离为1 O.scM。铁杆青对北1的抗性基因Pi一tgl(t)被定位在第8染色体的着丝粒附近,与标记RM308的遗传距离为17.6cM。他们是否为新的抗病基因还需与其他杭病基因作进一步的比较。 利用已克隆的4个稻瘟病菌无毒基因序列,设计了四对特异性引物,对不同来源的31个菌株的DNA进行PCR扩增,得到13个指纹类型。其中来自于广东的菌株的指纹类型具有明显的地理特征,即7个菌株均没有 Pl+P2引物的扩增条带,只有一个菌株在w31+W犯引物扩增下产生条带,这可能与这些菌株来自于纯私稻区有关。同时将31个菌株在7个中国鉴别品种、7个以丽江新团黑谷为背景的含单抗基因的近等基因系鉴别品种和12个日本的单杭性基因鉴别品种上接种检测的致病型,分析菌株的指纹类型与致病型的关系。结果表明,病菌的指纹类型与基于日本单基因鉴别品种划分的致病型之间存在一定的对应关系。 利用来自Pc牙天KYI基因的氨基酸序列为查询探针,搜索水稻基因组数据库,经基因组和EST序列拼接共鉴定了近90个水稻砰天犬r基因,通过Rr一PCR的方法从稻瘟病菌诱导的水稻幼苗组织中克隆了一个I型水稻环天犬Y基因,其编码氨基酸的预测分子量为46 KDa,因此该新基因暂命名为Os环天KY4石。克隆的Os环天KY4石全长1254饰,编码414个氨基酸。氨基酸多序列比较表明os汗天KY4‘氨基酸序列与烟草wRKYZ、拟南芥WRKY4、西芹W叹 KYI以及大麦SUsIBAZ的氨基酸相似性分别为47%、47%、32%与40%。表达分析表明,Os砂天KY4石的表达受稻瘟病菌、信号物质SA和ABA、非生物环境胁迫等广泛诱导,推测它很可能作为植物杭病和抗逆信号传导中的一个交又点(C ross一talk),其早期表达行为推测Os环天KY4石可能参与调控防卫反应的上游相关基因的表达。Os牙天KY4石在幼穗组织特异高表达可能与幼穗中花器发育有关。关键词:水稻;稻瘟病菌;无毒基因;DNA指纹类型;鉴别品种;致病型; 杭病基因;基因定位;WRKY转录因子