两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位

两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位

姬莉[1]2017年在《普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)GXU184抗褐飞虱主效位点的初步定位》文中研究表明褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal,BPH)是为害水稻(Oryza sattiva L)最严重的害虫之一,具有专食性,属于典型的刺吸式害虫。成虫和若虫群于稻株底部密集分布,刺吸茎叶韧皮组织中汁液,消耗其养分,导致水稻缺水干枯倒伏死亡,除此之外,褐飞虱还是传播草状丛矮病和齿叶矮缩病主要病害的虫媒,严重影响了水稻产量。当前,防治褐飞虱的主要手段是化学防治。但化学杀虫剂的长期使用,杀死褐飞虱的同时也灭杀了褐飞虱天敌,污染环境,破坏生态平衡,经济代价高,甚至会导致害虫产生抗药性,导致褐飞虱二次爆发,其危害程度更甚。挖掘新的抗性基因并加以利用是目前最经济有效的稻褐飞虱防治途径,传统育种和分子遗传育种相结合可更有效地培育出广谱高抗水稻品种。为此,本研究从普通野生稻中挖掘抗稻褐飞虱基因及其分子标记,为抗稻褐飞虱育种提供资源保障。本研究以高抗褐飞虱的普通野生稻(Oyza rufipogon Griff.)抗性资源GXU184为材料,与栽培稻品种9311杂交,建立F2基因作图群体。通过对水稻群体进行苗期抗虫鉴定、抽穗期抗虫鉴定、褐飞虱宿主选择、存活率测量、增长率测定以及蜜露值统计等与水稻褐飞虱相关的六个方面指标来分析GXU184抗性特点以及其抗性级别,分析结果表明GXU184对南宁田间混合生物型具有较好抗生性和趋避性。选择491对SSR引物对亲本进行分析的,筛选出覆盖水稻全基因组的多态性标记。从F2群体中分别挑选出15株高抗性和高感性单株构建抗感基因池,用多态性分子标记进行分析,发现在第6染色体上有与抗性相关的8个分子标记RM111、RM3、RM7193、M049、M052、M057、M058和RM528。利用相关的分子标记对F2群体各单株进行分析,证实一个抗性主效位点标记位于M057和RM3之间。结果还表明,所获得的抗性基因分子标记M057和RM3的标记选择准确率达到90%以上,表明这些标记对分子标记辅助选择抗BPH育种具有重要的利用价值。

杨海元[2]2004年在《两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位》文中提出褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal.)是亚洲水稻种植地区分布最广、为害最严重的害虫之一。种植含抗褐飞虱基因的水稻品种可以有效地抑制褐飞虱的爆发与危害。定位与克隆抗褐飞虱基因,可以为分子育种提供有利基因,同时也有助于深入了解水稻抗褐飞虱机理的生物学基础。 野生稻种蕴藏有抗病虫害和耐受不良环境等有潜在利用价值的重要基因。通过野生稻和栽培稻广泛的杂交,本实验室已经发展了一系列的、新的抗褐飞虱水稻育种材料。其中,两个水稻品系B14和B5分别由宽叶野生稻(Oryza latifolia)和药用野生稻(Oryza officinalis.Wall cx Watt)转育而来,均对褐飞虱表现为高抗。 为了研究B14携带的抗褐飞虱基因的遗传特性,以B14与感褐飞虱的品种台中1号为亲本配制杂交组合,随机选取该组合的184个F_2单株、209个F_7代重组自交系株系进行遗传分析。分别采用分蘖鉴定法和标准苗期集团法对F_2单株、重组自交系株系进行了抗性鉴定。抗性鉴定结果表明TN1/B14的F_2群体的抗、感单株分布符合3:1的分离比,重组自交系群体的抗、感株系分离比符合1:1,这些结果暗示了B14中有一个显性的抗褐飞虱基因。 为了定位B14携带的抗褐飞虱基因,根据重组自交系株系抗性鉴定结果,选择极端抗虫的20个株系和极端感虫的20株系组成两个集团,以覆盖水稻12条染色体的305个SSR标记对这两个集团作多态性分析。第4染色体SSR标记RM261、RM335和RM185在集团之间有多态性。这表明该抗褐飞虱基因位于水稻第4号染色体。以第4号染色体上的RFLP标记对重组自交系群体作标记分析,进一步确证了该褐飞虱基因的位置。根据植物基因的命名规则,将这个基因命名为Bph12(t)。 我们前期的工作在B5中鉴定了的2个显性的抗褐飞虱基因Bph14和Bph15(早先命名为QbP1和Qbp2)。Bph14定位到第叁染色体长臂的R1925-G1318之间,8ph15定位于第四染色体短臂的C820-S11182之间。遗传分析表明Bph15

焦晓真[3]2014年在《广西普通野生稻来源的抗褐飞虱基因定位与近等基因系构建》文中进行了进一步梳理水稻(Oryza sativa L.)是我国近叁分之二人口的主要粮食作物,它的稳定生产关系着我国粮食安全,而褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal, BPH)是影响其产量的主要害虫之一。目前,防控该虫害最有效的措施是从水稻种质资源中发掘新的抗褐飞虱基因并将其转育到栽培稻中。本研究分别以粳稻日本晴、白毛、白R54和籼稻黄华占、抗蚊青占为受体,以高抗多种褐飞虱群体的普通野生稻W2183为供体,分别构建了遗传背景不同的5个定位群体。基于F2群体的抗虫表型和基因型,分别构建了连锁标记附近区域的SSR标记遗传连锁图谱并对抗性位点进行QTL (quantitative traitlocus)位点扫描分析,确定抗褐飞虱基因在染色体上的位置。本研究取得以下结果:1、通过对2个遗传背景下的F2群体进行标记定位后发现,高抗材料W2183的第4染色体长臂和短臂上各存在一个主效抗性基因。其中,位于长臂的基因与另一抗褐飞虱基因Bph27位置相近,故该位点是否为新的抗性基因位点仍需进一步的研究验证;位于短臂的基因与现有报道的基因不等位,初步确定是一个新的抗性基因。本研究分别选择了覆盖水稻全基因组的498和462对SSR标记,对抗性基因进行连锁分析后,在第4染色体长臂和短臂上均找到了与抗褐飞虱基因连锁的SSR标记,利用黄华占/05BPHR17群体将位于长臂的抗性基因初步定位在RM16766与RM16858之间;短臂上定位于RM16465与RM16502之间。利用抗蚊青占/05BPHR16群体进行精细定位后,长臂上的位点被定位在RM16853和RM16858之间,该区段在日本晴基因组中的参考物理距离为191kb;短臂上定位于RM16465与RM6659之间,参考物理距离约968kb的范围内。2个定位区间内最大的LOD值分别是15.8和31.1,可解释群体表型变异的40.5%和86.8%。水稻抗褐飞虱基因新位点的发现和分子标记的建立,为水稻的抗虫分子标记辅助育种和抗褐飞虱基因的克隆打下了良好的基础。2、构建了以白毛、白R54和日本晴为遗传背景的稻褐飞虱抗性基因的近等基因系(Near—isogenic line, NIL)。将所培育的的3个近等基因系的各株系的BC3F1单株用于农艺性状的考察,共调查了株高、穗长、分蘖数、有效穗数和千粒重5个性状,结果表明株高和穗长在3个遗传背景下的NIL与其轮回亲本之间无显着差异。3、利用回交选育和标记辅助选择,通过杂交的方式,分别筛选获得5个携带3个或4个不同抗褐飞虱基因的聚合系。

毛钟警[4]2008年在《分子标记辅助选择聚合水稻抗白叶枯病基因Xa23和抗褐飞虱基因bph20(t)》文中研究指明水稻(Oryza sativa L)是全世界上最重要的粮食作物之一。白叶枯病、褐飞虱是危害水稻生产严重的病虫害。长期的生产实践证明,水稻抗性品种的选育和利用是防治水稻病虫害行之有效的主要措施之一。而利用分子标记培育抗病虫新品种是当前最经济有效的防治这些病虫害的方法。在本次试验中,我们以具有抗褐飞虱基因bph20(t)的水稻材料BPH54为供体亲本,以性状优良同时携带抗白叶枯病基因Xa23的抗病品系1711为轮回亲本采用杂交、回交和田间多代选择,在分离群体中,利用与Xa23紧密连锁的EST标记C189进行分子标记辅助选择跟踪目标基因Xa23,利用bph20(t)紧密连锁的SSR标记BYL7进行分子标记辅助选择跟踪目标基因bph20(t)。主要结果如下:1.通过亲本的多态性分析表明:Xa23和bph20(t)的连锁标记C189和BYL7在抗感亲本间均表现明显的多态性,说明可以利用这些标记在亲本组合后代进行分子标记辅助选择。2.对含Xa23亲本1711进行毒力强的P6接种,结果表明1711的病斑面积在5%以下,表现高抗病性。3.通过有性杂交、回交、自交和田间多代选育,利用分子标记辅助选择在BC_2F_2群体中获得Xa23、bph20(t)双基因聚合个体28株。4.对BC_2F_2群体中具有Xa23、bph20(t)双基因聚合个体28株进行P_6接种鉴定,结果有26株高抗、2株中抗。5.对BC_2F_2群体中具有Xa23、bph20(t)双基因聚合个体28株进行褐飞虱苗接虫鉴定,结果有16株表现抗性,但抗性需进一步研究。

张维林[5]2010年在《水稻抗褐飞虱基因Bph14的精细定位及水稻蔗糖饥饿敏感突变体sss1的鉴定与分析》文中提出本研究中,以实验室前期的初步定位结果为基础,采用经典的图位克隆技术,将水稻抗褐飞虱基因Bph14准确地定位在34kb的物理距离内,对目标区域进行生物信息学分析后,将TIGR预测的两个powdery mildew resistance proteinPM3b基因作为抗褐飞虱基因的候选基因。在对蔗糖饥饿敏感突变体(sucrose-starvation sensitive 1)的鉴定与分析实验中,在通过田间观察获得一份自发突变体的基础上,通过基因定位及体外添加糖份实验,初步证实由于蔗糖合成途径相关基因突变而导致营养缺乏,从而产生突变体的表型。在对选系亲本RI35和RI113的遗传背景分析时,发现RI35和RI113虽然排除了主效位点Bph15影响,但存在任翔博士定位的两个微效位点,因此在从TN1/RI35、TN1/RI113重组自交系中进行重组事件分析时将第二、第四、第九染色体的位点排除。从TN1/RI35、TN1/RI113筛选出的298份重组自交系的5000余份子代中,筛选到533份仅携带Bph14的单株。采用极端集团-隐性群法(BSA-RCA)获得与Bph14紧密连锁的分子标记RM1221。在获得与Bph14紧密连锁的分子标记RM1221的基础上,应用分子标记RM1221侧翼的分子标记对所获得的533份仅携带Bph14的单株进行基因型分析;构建目标区间的遗传图谱。结合这533份单株的基因型和抗虫等级,我们将Bph14定位在RM570与SM4之间;同时在这533份仅携带Bph14的单株中获得一份在RM514与SM4之间发生双交换的重组单株RT12-5。利用在RM514与SM4之间发生双交换的重组单株RT12-5自交的后代,结合其基因型和抗虫等级,进一步确定Bph14位于RM1221与SM4之间。利用RM1221与SM4之间的分子标记对RM1221与SM4区间基因型为杂合的单株自交所获得的3000余份后代作基因型分析,从中获得一份在RM1221与76-2之间发生交换的重组单株及在G1318与SM4之间发生交换的重组单株,由此将Bph14定位到76-2与G1318之间。根据实验室前期所构建的RM514与SM4之间的物理图谱,76-2与G1318之间的物理距离为34kb,由此将Bph14定位在34kb的区间内。结合NCBI、GAAS及TIGR对覆盖Bph14全部区段的日本晴克隆OSJNBb0096M04的基因预测以及目前所克隆的抗性基因的结构特征信息,将TIGR预测的两个powdery mildew resistance proteinPM3b基因作为抗褐飞虱基因的候选基因。通过田间观察获得一份自发突变体。遗传分析表明该突变体受单个隐性基因控制,经过叁代自交证明该突变体性状稳定。初步定位表明,控制突变体性状的基因极可能与分子标记RM22837连锁。在分子标记RM22837侧翼,发现有一个与蔗糖合成相关的基因。营养缺陷实验的结果表明,突变体的根能在缺乏其他任一成分的含糖1/2 MS缺陷培养基及1/2 MS全培养基上恢复,在缺糖的1/2 MS缺陷培养基上不能恢复,这一结果表明该突变体可能是由于缺乏营养物质糖所导致的。对糖的缺乏非常敏感,因此将该份突变体命名为糖饥饿敏感突变体sssl。由于本实验中的1/2 MS缺陷培养基的配制只是单一的去掉某一成分,为了排除1/2 MS缺陷培养基中其他营养成分的影响而更直接地揭示突变体的表型是由糖的缺乏所导致的,用纯净水配制的糖溶液培养萌发6天后的突变体,结果表明水配制的糖溶液能够恢复胚根和冠根的伸长生长并且根的伸长生长具有糖的浓度依赖性。其中,在这些含糖1/2 MS缺陷培养基及1/2 MS全培养基和水配制的糖溶液中,能够恢复根的伸长的糖是光合作用的产物蔗糖及蔗糖的水解产物葡萄糖和果糖,但不是作为蔗糖合成的前体麦芽糖和淀粉。含糖1/2 MS缺陷培养基及1/2 MS全培养基和水配制的糖溶液实验结果表明:同一浓度的叁种糖对突变体植株苗的生长的影响几乎相同;低浓度的蔗糖而不是低浓度的葡萄糖及果糖能促进分蘖芽的发生及分蘖的伸长生长,由此,叁种糖对分蘖的不同效应的实验结果揭示了是光合作用的产物蔗糖缺乏而不是蔗糖水解产物葡萄糖及果糖缺乏而导致突变体的表型。基于以上研究结果,初步认为该突变体由于蔗糖合成途径相关基因的突变导致营养缺乏,从而产生突变体的表型;同时,本研究首次观察到光合作用的产物-蔗糖促进水稻分蘖芽的发生和分蘖的伸长生长。

谭光轩[6]2003年在《药用野生稻重要基因的转移与定位》文中提出稻属(Oryza L.)中由2个栽培稻种和20多个野生稻种组成,广泛分布于全球热带与亚热带地区。具有AA基因组的2个二倍体(2n=24)栽培稻种是亚洲栽培稻种(O. sativa L.)和非洲栽培稻种(O. glaberrima Steud)。野生稻种有二倍体(2n=24)和四倍体(2n=48)2种,目前,已阐明了AA、BB、CC、BBCC、CCDD、EE、FF、GG、HHJJ和HHKK共10个基因组代表所有已确定的野生稻种。野生稻种蕴藏有抗病虫害和耐受不良环境等有潜在利用价值的重要基因。尽管AA基因组的野生稻能够与栽培稻进行杂交,在水稻育种上得到应用,但是丰富的野生稻遗传多样性这一宝贵财富仍然未能得到很好的发掘和利用。药用野生稻是最具研究和利用价值的我国3种野生稻资源之一,为了把药用野生稻的优异基因渗入到栽培稻中,并为克隆抗稻飞虱和抗白叶枯病基因奠定基础,本文进行了如下研究: 1.利用RFLP和GISH分析建立完整的一套药用野生稻异源单体附加系 本研究通过粳稻品种(Oryza sativa L. ssp. Japonica)(AA基因组,2n=24)H-1493和来自中国的一个编号药用野生稻(O. officinalis)(CC基因组,2n=24)进行种间杂交,然后,杂种后代再与轮回亲本H-1493进行连续回交,通过幼胚拯救技术获得杂种及其回交后代植株。后代F_1和BC_1植株是完全雄性不育的,基因组原位杂交(GISH)分析显示,F_1植株为24条染色体,其中12染色体显示绿色杂交信号,为药用野生稻的染色体,另外12条着有红色染料的是栽培稻染色体,所以,F;植株为AC基因组:BC,植株有36条染色体,其中来自药用野生稻的12条染色体被“喷涂”成绿色,另外24条显示红色的染色体则来自栽培稻H一1493,故BC:植株为AAC基因组。在获得的84个BCZ植株中,植株染色体数目从2n到2n+1l分布。应用均匀分布在水稻12染色体上192个RFLP探针对BC:后代进行Southem分析,根据禾本科植物之间广泛的同线性关系,确定了非整倍体植株中附加的外源药用野生稻染色体与相应栽培稻染色体的同线群关系。鉴于应用这种比较方法的局限,我们并不能确定分布在药用野生稻染色体上RfLP标记的顺序。除了药用野生稻第1和3染色体在回交过程中分别发生了断裂和错接之外,2个物种的RFLP遗传图显示出很好的同线性关系。通过RfLP和GISH分析,25个异源单体附加系(MAALs)(2n二25,AA+C)被分为12个同线群。在所有确定的12个异源单体附加系中,MAA工1、2、3、5、7和10各有1个植株;MAALS、n和12各有2个植株;MAAL6和9各有4个植株;MAAL4有5个植株。除了M人ALS和7,一些外源染色体片段的易位、重复和丢失导致的外源染色体的重排,也在不同的异源单体附加系中被检测到。同时,本研究也对所有BCZ后代中51个非整倍体植株进行Southem分析,发现它们附加了不同的药用野生稻C组染色体。在BC:后代群体中,12不同的C染色体出现在所有非整倍体中的频率为4.2一16.1%。所以,外源药用野生稻的染色体并不是以均等的机会从异源叁倍体后代(AAC)传递到BCZ后代群体中。 综上所述,本研究建立这样一套完整的药用野生稻异源单体附加系,为发掘利用药用野生稻基因组和实施遗传学研究提供了一个新的操作平台。同时,我们的结果也暗示着比较RFLP遗传图和 GISH分析是跟踪栽培稻和野生稻杂种后代外源染色体渗入的行之有效的方法。2.整倍体后代RFLP的分析 利用174个多态性的侧几P探针对整倍体后代进行了Southem分析,发现来自不同染色体上的R250、C597、Rll64、C488和G1465总共5个犯几P标记,检测到亲本药用野生稻特异的带型。在全部29个整倍体后代中有14 II个表现出了亲本药用野生稻特异的渗入片段(48.3%)。每个渗入系后代中检测到1一3个不相同的野生稻渗入片段。同时还发现很多渗入系中检测出的渗入发生区域是相同的。其中,位于第5染色体短臂端部的标记C597在13个植株中检测到药用野生稻特异的带型,是检测到的5个渗入探针标记中最高的,这可能意味着该渗入位点是渗入重组的“热点”区域。渗入位点大多发生在染色体的端部、近端部或染色体臂的中部,着丝粒附近发生的渗入极少,暗示着着丝粒附近染色体的交换经常受到抑制。而且在整倍体后代中也检测到不同于双亲的新的杂交带型。3.药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位 从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系BS,表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对BS与釉稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(R几s)进行了抗白叶枯病接种鉴定,采用分离集团分析法,在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱,将抗白叶枯病基因定位在第l染色体短臂的C904和R596之间,这2个分子标记之间的遗传距离为1.3一cM。该基因对R几s群体抗病性变异的贡献率为52.%%,是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点,因此,我们将其命名为xa29(t)。野生稻来源的抗白叶枯病新位点的发现和分子标记定位,为水稻分子标记辅助育种和抗白叶枯病?

康海燕[7]2013年在《水稻抗褐飞虱基因的定位和分子标记辅助选择育种利用》文中研究说明褐飞虱(Nilaparvata Lugens (Stal))是亚洲稻区主要的水稻害虫之一,其危害具有暴发性、毁灭性和隐蔽性。该虫栖息于稻丛基部,刺吸韧皮部汁液,造成植株枯萎。严重时大面积稻田出现“虱烧”,致使水稻减产甚至绝收。长期以来,主要依赖于各种化学农药的防治措施,不但严重污染、破坏自然环境和生态平衡,同时还导致了褐飞虱抗药性的产生;而且对稻米品质和粮食安全也造成了严重的影响。抗性品种的选育和利用被认为是防治褐飞虱最为经济有效的方法。然而,褐飞虱对抗虫品种具有极强的适应能力。抗虫品种推广之后,能够克服品种抗性的褐飞虱新“生物型”也随即出现,致使原品种抗性发生退化或者丧失。因此,不断挖掘和利用新的抗褐飞虱基因,聚合多个抗性基因,选育具有持久抗虫性的水稻品种,已成为防治褐飞虱危害的首要任务。由于水稻抗褐飞虱表型鉴定的复杂性,利用常规育种手段往往难以有效利用抗性基因。通过水稻抗褐飞虱基因的精细定位找到与之紧密连锁或者共分离的分子标记,然后借助分子标记辅助选择(MAS)技术,则可以有目的地将抗虫基因导入优良栽培稻进行抗虫新品种的培育。本研究分析了一个抗褐飞虱籼稻品种LV-4抗褐飞虱的遗传基础,并进行了两个抗褐飞虱主基因Bph3和Bph27(t)的分子标记辅助选择育种利用研究。主要研究结果如下:1.LV-4是本实验室筛选到的一个高抗褐飞虱的越南水稻品种,苗期和成株期均表现较高的褐飞虱抗性。利用LV-4分别与感虫品种02428、C418杂交,采用标准苗期集团法对亲本、LV-4/C418F1及LV-4/02428F2:3家系进行褐飞虱抗性鉴定,发现LV-4对褐飞虱的抗性受一对显性基因控制。进一步利用一个包含159个单株的LV-4/02428F2分离群体构建遗传连锁图谱,并以F2:3家系的抗虫性表现推测对应F2单株的表型,进行抗褐飞虱基因的连锁分析。在第4染色体短臂两个SSR标记RH0078和S4-2之间约1.3cM的范围内检测到一个LOD值为33.76,贡献率为62.4%的抗褐飞虱主基因,命名为Qbph4。该基因的定位为培育抗褐飞虱水稻新品种提供了基因资源及可用于分子标记辅助选择育种的分子标记。2.在完成两个抗褐飞虱主基因Bph3和Bph27(t)精细定位的基础上,分别利用与其紧密连锁的分子标记RH0078、RH007、Q13和Q31,以宁粳3号为轮回亲本,通过连续回交,进行Bph3和Bph27(t)抗褐飞虱分子标记辅助选择育种。通过六次回交,获得了一系列遗传稳定的Bph3和Bph27(t)导入系。田间目测各株系农艺性状表现,从中选取了8个Bph3导入系和4个Bph27(t)导入系进行综合评价。抗虫鉴定结果显示,所获得的导入系均表现较高的褐飞虱抗性;进一步考察各家系的农艺性状,结果表明除结实率外,其他农艺性状与轮回亲本宁粳3号无显着差异。利用均匀分布于水稻12条染色体的376个分子标记,对其中3个家系进行了背景检测,背景回复率在92.80%-95.75%。分析发现,各家系除目标基因外,同时还导入了一个与其连锁的较大的染色体片段。为了打破不利连锁,缩小渗入片段,本研究进一步扩大BC2F2群体,加密Bp嬲和Bph27(t)连锁标记,以获得一系列小片段渗入系。本研究创制Bph3和Bph27(t)抗褐飞虱新材料,为水稻抗褐飞虱育种奠定了基础。

邓飞[8]2012年在《水稻抗褐飞虱兼抗白背飞虱改良后代的抗性研究》文中研究指明水稻是世界上的主要粮食作物之一。稻褐飞虱和白背飞虱是水稻生产中的主要害虫之一。在中国南方稻区,褐飞虱和白背飞虱常前后迭加发生,给水稻粮食生产带来严重损失。实践表明,培育与利用抗虫性水稻品种是控制上述两种稻飞虱最经济有效的途径之一。本试验通过对RathuHeenati(Bph3和Bph17,1对显性抗白背飞虱基因)、Ptb33(bph2和Bph3,1对显性抗白背飞虱基因)、菲B10(Bph10)、Qb14(Bph14,Wbph7(t))和Qb15(Bph15,Wbph8(t))等不同抗性基因抗源的改良品系及其对应测交组合分别进行苗期与成株期稻褐飞虱抗性和成株期白背飞虱抗性研究,同时利用分子标记辅助选择技术和回交转育技术将Bph14和Bph15分别与Bph10聚合。本研究获得的主要成果有:(1)采用标准苗期集团筛选法(Standard Seedbox Screening Technique,SSST)对20个不同抗性基因改良品系及其与不同不育系测交组合进行了苗期对褐飞虱的初筛和复筛,同时采用人工诱发虫源的方式对改良品系及其测交组合进行了田间成株期的褐飞虱抗性筛选。结果表明,采用SSST法进行苗期抗性初筛和复筛基本能反映品种对褐飞虱的抗、感反应。而成株期的抗性筛选则表明改良品系及其测交组合成株期的抗、感反应与苗期抗性表现并非绝对一致。通过苗期与成株期的抗性比较,获得了9个苗期与成株期对褐飞虱抗性表现较为一致的不同抗性基因的改良品系,并初步明确了抗源菲B10褐飞虱抗性的稳定性。(2)采用常规育种方法对褐飞虱抗源Rathu Heenati进行改良,在改良的过程中未对抗性基因Bph3或Bph17的进行分子检测,只是阶段性的对改良品系进行苗期抗虫筛选。在改良品系基本成型时利用多种抗性筛选方法进行褐飞虱抗性鉴定,同时利用分子标记技术对改良品系的抗性基因进行分子检测,获得了含抗性基因Bph3或Bph17且抗性表现较理想的Rathu Heenati改良品系3个。(3)通过分子标记辅助选择与回交育种相结合,成功将Bph14和Bph15分别导入携Bph10的材料菲B10中,并分别获得了抗性基因纯合的导入系。(4)通过对20个不同抗性基因改良品系进行网室成株期白背飞虱抗性和田间成株期褐飞虱抗性筛选,获得了9个成株期抗褐飞虱兼抗白背飞虱的不同抗性基因的改良品系,并初步明确了两种抗性的不相关性。

时振英[9]2003年在《抗褐飞虱水稻B5基因组文库的构建和第叁染色体抗性位点Qbp1的精细定位》文中认为褐飞虱(Nilaparvata lugens Stl.)是水稻的主要害虫之一,种植含抗褐飞虱基因的水稻品种可以有效地抑制褐飞虱的爆发与危害。定位与克隆抗褐飞虱基因,可以为分子育种提供有利基因,同时也有助于揭示水稻抗褐飞虱机理的生物学基础,为植物的抗性机理研究提供新的资源。 B5是药用野生稻(Oryza officinalis Wall ex Watt)与栽培稻杂交得到的转育材料,对褐飞虱表现为高抗。按照图位克隆的技术路线,我们前期的工作将B5中的抗褐飞虱基因定位到第叁染色体的R1925—G1318之间和第四染色体的R288—C820之间,分别命名为Qbp1和Qbp2。作为数量性状基因,这两个位点之间存在一定程度的互作。 为了克隆B5中的抗褐飞虱基因,用双元载体pCLD04541构建了B5的基因组文库。该文库包含36,864个克隆,平均插入片断为60 kb,覆盖基因组的5.1倍;随机挑取的100个克隆连续培养5天后的指纹图谱没有发生变化,表明文库中克隆的稳定性。一旦含有抗褐飞虱候选基因的克隆得以鉴定,双元载体pCLD04541可以直接用于对植物进行转化,从而可以加速图位法克隆抗褐飞虱基因的进程。 Qbp1位于第叁染色体的R1925—G1318之间,根据水稻基因组计划测序的结果,该区间的物理距离约为200 kb。日本晴(Nipponbare)大片段文库克隆OSJNBa0054C6,OSJNBa0032G11,OSJNBa0069B11和OSJNBa0078C23克隆OSJNBa0054C6,OSJNBaO032Gll,OSJNBa0069Bll和OSJNBa0078C23通过交叉重迭将该区段完全覆盖。应用这四个克隆的酶切产物以及该区段的RFLP标记作为探针,从BS文库中筛选出了位于该区间的克隆,并通过指纹图谱和Southem验证确定了各个克隆之间的重迭关系,用n个BS文库的克隆构建了覆盖QbPI的Contig,其中最少可由5个克隆覆盖。 R1925一G1318区段约20Okb的物理距离可以编码基因40个左右,在目前对植物抗虫分子机理了解很少的情况下,从40个基因中选择抗褐飞虱的候选基因,难度仍然很大,有必要对QbPI进行精细定位。 对于数量性状位点的精细定位,为了消除各个位点之间的相互作用,需要建立近等基因系。按照这一思路,我们应用分子标记辅助选择的方法,从MH63旧5重组自交系中选择抗性株系,分别构建了Q如1和QbPZ的选系回交群体。用于构建QbPI选系回交群体的抗性家系在R 1 925和G1318处为抗性亲本BS的带型,而在R288和C820处为感性亲本MH63的带型,因此抗性表型由QbPI提供,排除了QbPZ的干扰。Q如1选系回交群体共两个,来源于不同的抗性株系。 运用QbPI两端比R 1 925和G 1 318范围更大一点的ssR分子标记MRG2684和RM57O,首先对选系回交群体中的重组单株进行了筛选。从一个群体1580份单株中筛选到59株重组单株,另一个群体1992份单株中筛选到81株重组单株。根据水稻基因组计划在QbPI区段的序列,在R1925一G1318之间设计并筛选了有多态性的分子标记4个;同时从该区段BS文库克隆76B10中克隆了一段0.skb的基因组片断,在亲本BS和N且163之间呈现出多态性,形成共显性标记75。利用这些新增的分子标记对重组单株在R1925一G1318区间的基因型进行了分析。结果发现交换多发生在R1925和MRG2684之间,而在R1925一G1318之间发生交换的单株较少。 重组单株的抗褐飞虱表现型综合采用了改进的蜜露量法和标准苗期集团法进行测定。改进的蜜露量法以单株分孽进行,标准苗期集团法用几一3家系进行。两种方法的统计结果显示性状基本上呈现3:1的分离,在一定程度上表明了QbPI和QbPZ已经分开,QbPI在选系回交群体中呈现单基因分离。通过对重组单株群体的表型鉴定,尤其是对在R1925一G1318区间内发生交换的单株的鉴定,将QbPI定位到分子标记SGI和SGg之间,物理距离为35kb。BS文库克隆90018位于该区段,由标记SGg筛选得到。 基因预测分析QbPI精细定位的区段共编码7个基因,其中两个基因在数据库中没有检索到相应的EST。其它的5个基因根据其对应的物理距离编号,进行了表达分析。在褐飞虱取食后的不同时间段取样,抽取RNA,进行RT一PCR和Northem分析。RT一PCR结果显示这5个基因都不存在受褐飞虱诱导表达的现象,其中两个基因的表达结果得到Northem的验证。 在这5个基因中,有一个基因G109编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。该基因在不同植物之间表现出高度的保守性,跟番茄抗丁香假单抱杆菌基因尸to信号传导途径的下游基因Ptil存在高度的同源性。综合SGI一509区间基因的表达分析结果和Ptil基因的保守性以及抗病功能,我们初步选择G109进行进一步的研究。 目前,图位克隆方法中基因的功能验证包括功能互补的正向验证和基因敲除的反向验证。为进行功能互补,我们从BS文库克隆90018中克隆了该基因完整的基因组片断7.gkb,连接到转化载体pcAM田IA1301上,对感性品种H1493进行了转化(经验证,H1493对褐飞虱的感性程度比TNI更强)。根据基因的cDNA设计引物,从mRNA逆转录而来的。DNA中扩增出部分片断,连接到RNAi载体P]叉ANNmAL中,拟对排除了Q如2的抗性单株中的基因G109进行抑制。目前转化工作正在进行中。

邹声浩[10]2010年在《分子标记辅助改良03S的稻瘟病和褐飞虱抗性》文中认为稻瘟病是水稻的叁大病害之一,褐飞虱是水稻生产上的首要农业害虫,两者都严重地影响了稻米生产。化学防治稻瘟病和褐飞虱不仅增加成本,而且污染环境,长期育种实践证明种植抗稻瘟病、褐飞虱水稻新品种,是防治稻瘟病和褐飞虱最经济、有效、环保的方法,而常规育种方法鉴定难、时间长、选择准确差、育种效率低,育种进展慢。利用分子标记辅助育种是解决抗性育种难题的有效途径之一。本文采用分子标记辅助选择技术,结合田间检测,改良了03S的稻瘟病和褐飞虱抗性。以抗稻瘟病材料福伊B(携带抗稻瘟病基因Pid2)和RF48(携带抗稻瘟病基因Pi9)作为稻瘟病抗源供体,以03S为轮回亲本,分别杂交、连续回交,构建回交导入系群体,通过目标基因的前景选择和遗传背景的分子标记辅助选择,选择抗稻瘟病而遗传背景与03S相似的新株系。以分子标记RM3辅助选择,将来源于水稻品种福伊B的抗稻瘟病基因Pid2导入两系不育系03S,该标记辅助选择的准确率达到95.24%,再结合少量的田间检测,就能育成准确度极高的抗性株;以分子标记AP5659-5、AP5930辅助选择,将来源于水稻品种RF48的抗稻瘟病基因Pi9也导入到两系不育系03S中,这两个标记比以往用于辅助育种的标记Pb8准确率高,与田间抗性检测的结果完全吻合。采用了220个较均匀分布于全基因组的SSR标记分析了亲本03S和福伊B间的多态性,共有55个SSR标记表现出多态性,多态性的比例为25%,并利用这55个SSR标记,分析了回交后代相对于轮回亲本03S的背景恢复率,结果表明在BC3F1中,背景恢复率最高可达96.40%。在改良褐飞虱抗性方面,分别采用了与抗褐飞虱基因Bph14, Bph15紧密连锁的SSR标记RM570、MS5对03S与B5的回交群体进行标记辅助前景选择。采用了220个较均匀分布于全基因组的SSR标记分析了亲本03S和B5间的多态性,共发现48个SSR标记表现出多态性,多态性比例达21.8%,并利用这48个SSR标记,分析了回交后代相对于轮回亲本03S的背景恢复率,结果表明在14个BC3F1群体的42个单株中,背景恢复率变化范围为81.20%-100%,平均值为93.16%,也明显高于理论值87.5%,通过背景恢复率的选择可加速抗性单株的背景恢复,使表型与轮回亲本更相似,提高育种效率和速度。

参考文献:

[1]. 普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)GXU184抗褐飞虱主效位点的初步定位[D]. 姬莉. 广西大学. 2017

[2]. 两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位[D]. 杨海元. 武汉大学. 2004

[3]. 广西普通野生稻来源的抗褐飞虱基因定位与近等基因系构建[D]. 焦晓真. 广西大学. 2014

[4]. 分子标记辅助选择聚合水稻抗白叶枯病基因Xa23和抗褐飞虱基因bph20(t)[D]. 毛钟警. 广西大学. 2008

[5]. 水稻抗褐飞虱基因Bph14的精细定位及水稻蔗糖饥饿敏感突变体sss1的鉴定与分析[D]. 张维林. 武汉大学. 2010

[6]. 药用野生稻重要基因的转移与定位[D]. 谭光轩. 武汉大学. 2003

[7]. 水稻抗褐飞虱基因的定位和分子标记辅助选择育种利用[D]. 康海燕. 南京农业大学. 2013

[8]. 水稻抗褐飞虱兼抗白背飞虱改良后代的抗性研究[D]. 邓飞. 中国农业科学院. 2012

[9]. 抗褐飞虱水稻B5基因组文库的构建和第叁染色体抗性位点Qbp1的精细定位[D]. 时振英. 武汉大学. 2003

[10]. 分子标记辅助改良03S的稻瘟病和褐飞虱抗性[D]. 邹声浩. 福建师范大学. 2010

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两个野生稻来源的抗褐飞虱基因的遗传分析和分子标记定位
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