水稻品种9194抗黑条矮缩病基因定位

水稻是我国重要的粮食作物之一,其产量关乎国家的民生大计。水稻黑条矮缩病是水稻生产的主要病毒病害之一,严重影响水稻的产量及品质。抗性品种被认为是防治黑条矮缩病最为经济有效的措施。本研究利用抗性品种9194与感病品种苏御糯构建遗传群体,进行抗黑条矮缩病基因定位。结果在水稻第3、6、9和11染色体检测到4个抗黑条矮缩病QTL,LOD值分别为2.34、4.42、6.63和3.55,贡献率分别为5.4%、10.3%、35.5%和31.1%。上述抗黑条矮缩病基因的发掘及紧密连锁分子标记的开发,为水稻抗黑条矮缩病基因的克隆及品种选育奠定了基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1 材料与方法4
1.1 供试材料 4
1.2 试验方法 4
1.2.1 实验材料的田间鉴定及室内鉴定4
1.2.2 田间虫量调查及带毒率的检测4
1.2.3 数据统计4
2 结果与分析5
2.1 亲本9194、苏御糯及F2:3家系的黑条矮缩病抗性表现5
2.2 抗黑条矮缩病基因定位5
3 讨论与结论7
4 试验的创新之处7
致谢 8
参考文献8
水稻品种9194抗黑条矮缩病基因定位
引言
引言
水稻是我国主要粮食作物,随着国民对水稻产量和品质需求的不断提高,推动发展着我国的水稻产量品质育种。水稻的生长条件与多种因素有关,如品种特性、耕作栽培方式、作物的布局、外界逆境和多种病虫害等因素,其中水稻黑条矮缩病是一种以灰飞虱为昆虫介体通过持久性不经卵方式所传播的水稻恶性病毒病[13]。介体一经感染病毒,将终身带毒,其昆虫介体灰飞虱属于同翅目飞虱科,适应力强,繁殖能力强,在我国分布范围广泛,危害严重。在江浙地区,灰飞虱以3、4龄若虫可以在很多种植物上越冬,不仅在禾本科植物还可利用休眠和或滞育方式越冬,若虫羽化为成虫后,产卵繁殖在越冬寄主上。第一代灰飞虱若虫从越冬寄主病株上获毒,5月下旬至6月上旬秧苗生长嫩绿茂盛为第一代羽化成虫提
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供了丰富的食源,成虫迁到禾本科粮食作物或杂草植物上产卵繁殖和传毒危害。第2代若虫在大田繁殖,7月是第3代灰飞虱的盛发期,全年发生量的高峰期。第4代灰飞虱由于早稻收割和高温天气引起的环境改变,而导致虫口死亡数量减少。9~10月上中旬后5、6代灰飞虱若虫又迁入大麦、小麦等冬季禾本科植物上越冬,同时将病毒传给越冬寄主植株,完成RBSDV通过麦稻途径的一个侵染循环。随着在不同的地区气候条件不同,侵染循环可能也有所不同。
灰飞虱若虫直接刺吸水稻韧皮部汁液,导致水稻茎秆组织受到危害,影响营养物质的运输,使植株生长缓慢延迟分蘖,严重时可导致植株叶色变黄枯死表现出“虱烧状”[4],使水稻品质和千粒重降低。灰飞虱还是水稻多种病毒病的传播媒介,如水稻条纹叶枯病,水稻黑条矮缩病,这些病毒病严重威胁着水稻的安全生产,成为水稻的主要病害。
水稻黑条矮缩病的发病时期贯穿水稻的整个生育期,不同的生育期表现为不同的症状。出现的典型症状是植株矮化,稻叶变硬,叶色深绿,在叶背的叶脉出现白色瘤状突起物,早期呈现乳白色,后期呈现不规则形状黑褐色突起,情况严重时,发病稻株将不会抽穗或者抽穗不结实,故水稻黑条矮缩病被称为水稻的“癌症”。幼苗期染病稻苗颜色呈深绿色,心叶叶片短小生长缓慢且顶端卷曲呈螺旋状。分蘖期病株明显变矮,株型松散,叶尖呈现扭曲畸形,叶片上部的叶枕重叠在一起,心叶呈螺旋形状伸展,病重植株早期枯死。抽穗期与分蘖期相似,剑叶短小,抽穗困难,全株矮缩丛生。在灌浆期病状较轻的植株能够顺利抽穗,但是株高会比正常植株矮,茎近基部节间出现不平整的褶皱,排列呈线状。水稻黑条矮缩病毒可在田间周围的寄主植物中和带毒的灰飞虱体内越冬,越冬的植物寄主基本是禾本科作物,如小麦、玉米等。
据报道,黑条矮缩病最早发生在日本,我国首例黑条矮缩病出现在上海、江苏等地区,造成了严重的局部危害[57]。该病害发生的发病率与农业的耕作方式也有一定的联系,稻套麦、麦套稻耕作模式,显著增加灰飞虱的虫口数量,因而提高了水稻黑条矮缩病的发病率。此后由于传统耕种方式被改善,最早出现的灰飞虱若虫被杀灭,有效控制了病毒的初侵染,由此水稻黑条矮缩病的发病面积也开始下降[8]。2007年水稻黑条矮缩病初次在江苏粳稻上广泛发生,严重田块造成连片无收,给江苏省水稻产量造成了严重的经济损失[9]。近几年来,因耕作制度的改变、冬季气温回升和感病品种被大面积推广,在浙江、福建、江苏和江西大面积的水稻出现了黑条矮缩病[1011],其中江苏危害尤为严重。目前,对该病的防治还没有直接有效的防治方法,预防病害的发生主要通过控制传毒介体,鉴于对水稻耕作栽培方式、产业结构的改变和黑条矮缩病流行规律,对黑条矮缩病的防治措施,采用预防为主,治虫防病,阻断毒源,综合防治的方法。由于人们对该病的防治意识不足,疏忽治虫环节,在田区出现明显的症状后使用化学防治方法,大量使用化学药剂防虫,但由于灰飞虱具有迁飞习性且种群数量较大不易控制,导致防治效果不理想,且大量使用农药不仅影响作物的品质而且对环境也造成一定的污染。可以采用农业防治方法,合理安排作物茬口,因地制宜的调整好作物布局,抓好田间管理及时清洁田园,杜绝稻套麦的耕作方式,创造不利灰飞虱活动的生存环境。在遗传育种方面可以通过培育优良的抗RBSDV品种进行有效防治。然而,目前生产上推广的水稻抗性品种严重匮乏,多数品种为高感黑条矮缩病。加强抗病品种资源的筛选,培育抗性品种。
对水稻黑条矮缩病的抗性遗传研究进展,依据李爱宏等通过聚类分析等方法对各品种进行了抗感病分析[12]。将水稻对黑条矮缩病的抗性指标结果划分为:抗(发病率小于5.0%),中抗(发病率5.1%一10.0%),中感(发病率10.1%~15.0%),感(发病率15.1%~20.0%),高感(发病率大于20%)五种类型。具体数据如下(表1)
表1 不同水稻种质黑条矮缩病抗性表现[12]

潘存红等利用珍汕97B/明恢63重组自交系群体,对黑条矮缩病抗性QTL进行了分析,有6个QTLs被检测到,分别位于第6、7、9和11染色体上(图1),其中第6染色体上的两个QTL都能被重复检测到,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,这些位点的等位抗性基因均来源于明恢63抗病亲本。周益军等利用淮稻5号/特特普的F2群体,检测到3个黑条矮缩抗性QTL(图2),分别位于第3、10和11染色体,LOD值分别为4.07、2.24和2.21,分别解释表型变异的17.5%、0.3%和12.4%,抗性等位基因来源于特特普[1314]。除此之外,对水稻黑条矮缩病抗性基因QTL定位研究鲜有报道。
迄今为止,虽然定位了少数几个抗黑条矮缩病QTL,但所用抗源的抗性水平不够,QTL效应较小,难以用于水稻抗性品种的培育。需不断进行抗黑条矮缩病水稻资源的筛选,发掘高抗资源,展开该病的抗性遗传分析,发掘抗黑条矮缩病新基因。为此,本研究利用抗性品种9194与感病品种苏御糯构建遗传群体,进行抗黑条矮缩病基因定位,将为黑条矮缩病的抗性机理研究及抗性育种的培育奠定基础。

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