【摘 要】
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水稻是世界范围内的主要粮食作物,超过50%的人口以稻谷为食,然而每年水稻产量因稻瘟病损失9%～30%,稻瘟病发病严重时甚至颗粒无收,因此提高水稻稻瘟病抗性可减少稻瘟病病害造成的经济损失,是缓解世界粮食需求的途径之一。由于稻瘟病菌生理小种频繁变异,水稻育成品种难以长期维持稻瘟病抗性,严重制约了水稻的生产和发展。因此,不断挖掘新的广谱抗稻瘟病种质资源,已成为水稻稻瘟病抗病育种的重要研究工作,也是抵抗水
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水稻是世界范围内的主要粮食作物,超过50%的人口以稻谷为食,然而每年水稻产量因稻瘟病损失9%～30%,稻瘟病发病严重时甚至颗粒无收,因此提高水稻稻瘟病抗性可减少稻瘟病病害造成的经济损失,是缓解世界粮食需求的途径之一。由于稻瘟病菌生理小种频繁变异,水稻育成品种难以长期维持稻瘟病抗性,严重制约了水稻的生产和发展。因此,不断挖掘新的广谱抗稻瘟病种质资源,已成为水稻稻瘟病抗病育种的重要研究工作,也是抵抗水稻病害、巩固国家粮食安全的重要策略之一。目前研究者在抗稻瘟病机理,抗稻瘟病基因克隆、抗稻瘟病基因聚合育种等方面开展了诸多工作。然而,广谱抗稻瘟病种质资源依旧匮乏,且人们对种质资源中抗稻瘟病基因组合与稻瘟病抗性关系依旧欠缺更为深刻的认识。为此本研究基于前人研究工作,利用7个已报道的抗稻瘟病基因分子标记与我们开发的2个抗稻瘟病基因分子标记,通过分子标记辅助选择对收集的主要来自河南沿黄稻区的种质资源进行鉴定,分析收集种质资源所携带的稻瘟病抗性基因及遗传多样性。以优异骨干亲本进行杂交组配,通过杂交将多个基因进行聚合,同时对F1代进行稻瘟病抗性鉴定。进一步对F1代的农艺性状、基因型和稻瘟病抗性系数等性状指标分析,评价不同稻瘟病抗性基因组合与水稻抗稻瘟病之间的关系,筛选出河南粳稻中具有较强应用价值的抗稻瘟病基因型组合及杂交组合。本研究主要结果如下:1、本实验基于对稻瘟病关联基因Pi-kh、Pib的序列变异,各开发出一对新的Pi-kh、Pib基因分子标记,在已知的抗/感病材料中进行分子检测,检测结果与材料基因型相一致性,为水稻抗稻瘟病分子标记辅助提供理论依据。2、将收集的291份种质资源进行9对抗稻瘟病分子标记检测鉴定,明确了当前收集种质资源的稻瘟病抗性基因状况。其中Pi9基因利用频率达到59%;Pi-kh利用频率为51%;Pib、Pi5、Pikm、Pita、Pb1、Pi2基因的利用频率在20%～50%之间;Pit基因的利用频率较低,只有7%;多数种质资源携带抗稻瘟病基因数为3-5个,含有4个基因的最多;携带6个被检测抗稻瘟病基因的种质资源有2份,不携带被检测抗稻瘟病基因的种质资源有6份,表明河南沿黄粳稻种质资源所携带抗稻瘟病基因数目上具有明显差异,其中抗稻瘟病基因Pi9和Pi-kh具有较广泛的参考和应用价值。3、通过UPGMA系统聚类和遗传距离分析并结合农艺性状的优异性,筛选出亲缘关系较远、遗传距离较大的优异种质资源作为亲本进行杂交组配。通过对F1代稻瘟病抗性、抗稻瘟病基因型组合以及农艺性状三方面进行综合分析。结果表明,水稻稻瘟病抗性水平的高低与含有抗稻瘟病基因数目并不全呈正相关。4、利用水稻杂交聚合育种,将后代基因型与抗性鉴定结果相结合进行分析,筛选出5个优异的水稻抗稻瘟病基因型组合:（Pi9+Pi-kh+Pib+Pikm）、（Pi9+Pi-kh+Pita+Pikm）、（Pi9+Pi2+Pi5+Pib+Pikm+Pit+Pb1）、（Pi9+Pi2+Pi-kh+Pib+Pita）、（Pi9+Pi2+Pib+Pikm+Pit）,为今后黄淮水稻稻瘟病抗病育种提供理论参考。5、通过对F1代杂种优势进行分析,以中亲优势、超亲优势以及亲本农艺性状抗病性为考察指标,从128个杂交组合中筛选出3个综合农艺性状优异的杂交组合:新科稻89×嘉58、苏恳808×新科稻31、新稻29×嘉58,通过三系组配有选育成为杂交种的应用潜力。综上所述:本研究开发两对抗稻瘟病分子标记,并筛选水稻种质资源的抗稻瘟病基因型;基于抗稻瘟病基因型组合与稻瘟病抗性关系评价,筛选出5个抗性优良的基因型组合,3个优异杂交组合;为加快水稻广谱抗稻瘟病育种进程及水稻持续绿色健康发展,确保水稻高产、优质、多抗提供理论和指导,具有重要的理论和实践意义。
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