水稻品种9194抗灰飞虱基因的定位
水稻是我国重要粮食作物，灰飞虱是危害水稻的主要害虫之一，其不仅直接取食危害稻株，还是水稻条纹叶枯病毒、水稻黑条矮缩病毒的传播介体，严重威胁水稻生产。利用抗性品种是防治灰飞虱最有效的途径。本研究利用抗灰飞虱品种9194与感虫品种苏御糯构建F2遗传分离群体，定位抗灰飞虱QTL。结果在水稻3条染色体检测到3个QTLs位点，其中qSBPH-1位于第1染色体标记RM3738与RM8236之间，LOD值为2.72，贡献率13.70％；qSBPH-5位于第5染色体，RM18452与RM18614之间，LOD值为2.04，贡献率16.70％；qSBPH-8位于第8染色体，RM210与RM3845之间，LOD值为2.15，贡献率12％。上述抗性基因的定位，为抗灰飞虱品种选育，为利用品种抗性防治灰飞虱及其传播病毒病奠定了基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 材料 3
1.2 方法 3
1.2.1 F2:3家系的表型鉴定3
1.2.2 F2群体DNA的提取3
1.2.3 引物设计4
1.2.4 引物扩增4
1.2.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳4
1.2.6 数据整理4
2 结果与分析4
2. 1 亲本品种9194、苏御糯抗虫鉴定结果4
2.2 9194/苏御糯F2群体的灰飞虱抗性鉴定结果5
2.3 9194/苏御糯F2群体遗传图谱构建5
3 讨论6
致谢8
参考文献8
附录8
水稻品种9194抗灰飞虱基因的定位
引言
引言
水稻是我国乃至世界的重要粮食作物，是60％人口的主食。水稻生产常年遭受各类病虫害的危害。灰飞虱是危害水稻、小麦、玉米等主要粮食作物的重要害虫，灰飞虱属于同翅目飞虱科灰飞虱属，学名为 Laodelphax striatellus Fallen[1]。灰飞虱具有驱嫩绿性，多在稻株中上部位实施危害，其若虫、成虫均以口器吸取水稻茎秆、叶片等汁液
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为食，更是作为水稻几种重要病害的传播媒介，如以持久性经卵传播的条纹叶枯病及持久性不经卵传播的黑条矮缩病等，堪称水稻的“癌症”，对水稻产量及品质的危害十分巨大。灰飞虱在我国的分布范围十分广，据复旦大学某研究组调研，灰飞虱的分布范围东至上海市，西至新疆省，北至辽宁省，南至海南省，在我国水稻栽培区均有灰飞虱的分布[2][3]。 灰飞虱一年发生36代，以江苏、浙江等地尤为严重，一年发生56代。灰飞虱在田间一年的迁飞危害情况见图1。
图1.田间一年灰飞虱迁飞危害情况概图
目前防治灰飞虱的方法主要是化学防治，利用氨基甲酸酯类、有机磷类等化学农药进行灰飞虱的防治，在蔡发田（2009）的实验中，已经得出对灰飞虱具有较强击倒力和持续性的药剂配方：50%稻丰散EC+50%灭虫露EC，但化学防治带来严重的农业污染和昆虫抗药性等问题，导致了它并不是防治病虫害的最佳途径；其次是生物防治，利用灰飞虱的天敌如蜘蛛、黑肩绿盲蝽、多种缨小蜂等，将农田中的灰飞虱群体控制在经济发展允许的水平以下；还有通过抑制灰飞虱体内的共生菌：Wolbachia（沃尔巴克氏菌）和yeastlike symbionts（类酵母共生菌），达到控制灰飞虱子代数量的目的；最后是水稻抗性育种途径，筛选高抗灰飞虱水稻品种并定位出该品种中的抗性基因，通过分子标记辅助选择将其转导入广栽品种中。对比于前面几种防治方法，抗性育种具有有效彻底、经济环保等优点，是最理想的水稻防治灰飞虱的途径[1][4]。
植物的抗虫机制分为排驱性、抗生性、耐害性，水稻抗灰飞虱品种资源的挖掘是定位抗性基因的前提。RHT、Kasalath、IR26、丰优香占、盐稻8号、徐稻3号、镇稻2号、扬粳9538、ASD7、粳优558、辽优5218、港育129等品种均对灰飞虱有较强的排驱性，IR36、辽优5218、港育129、道人桥、羊毛谷、Milyang23、Dular等品种均对灰飞虱有较强的抗生性。耐害性不被认为是真正的植物抗性，一般不利用于抗虫育种。这些抗性品种的筛选无疑推动了水稻抗灰飞虱育种工程的第一步[1][5][6][7][8]。
目前抗灰飞虱水稻品种抗性基因的挖掘定位工作也有了相当的进展。段灿星（2008）对高抗灰飞虱品种Mudgo/武育粳3号的177个F2：3家系进行了抗性鉴定，在第2、3和12号染色体上共检测到3个与灰飞虱抗性相关的QTLs，主效Qsbph12a位于12号染色体，位于标记I1217~RM3331之间，并且其能在不同环境条件下稳定表达[8]。余娇娇(2012)构建IR36/WYJ3分离群体，在第12号染色体上检测到1个QTL，位于标记RM3331和RM5479之间[9]。Duan(2007)利用Kinmaze/DV85重组自交系群体，检测到2个QTLs，贡献率分别为16.7％和27.8％，位于第11染色体。通过排驱性、抗生性测验，在第3、4、11染色体上均检测到1个排驱性相关QTL，在第3、11染色体上均检测到1个抗生性相关QTL。其中位于第11染色体上的XNpb202~C1172标记区间的QTL能够在不同环境下稳定表达[10]。此外，Duan（2010）还构建了Nipponbare/Kasalath//Nipponbare 群体并在第3、11染色体上检测到3个QTLs：Qsbph3b、Qsbph11d、Qsbph11e，贡献率为12.6％～23.5％。通过排驱性测验，在第3、8、11染色体检测到3个排驱性相关QTLs：Qsbph3c、Qsbph8 和Qsbph11f，在第2、11染色体上各检测到1个抗生性相关QTL：Qsbph2、Qsbph11[11]。Wang（2013）利用N22/USSR5的RIL群体定位到7个与灰飞虱抗性相关的QTLs，其中在第7染色体重复检测到一个稳定的QTL：Qsbph7。Zhang（2014）利用9311/Pf92794 的F2群体在第3、7、12三条染色体上检测到3个QTLs，在第3染色体短臂标记RM1324~RM6881之间检测到一个主效QTL：Qsbph3d，LOD值为48.89，贡献率为37.5％；第7染色体短臂上标记RM3225与RM3755之间检测到1个QTL：Qsbph7a，LOD值为8.31，贡献率为10.6％，第12染色体标记RM3917~RM4888之间检测到1个QTL：Qsbph12b，LOD值为5.09，贡献率为7.2％[12][13]。
虽然前期已经定位了一些水稻抗灰飞虱QTLs，但是大多数位点效应较小。且前人研究发现，稻飞虱对抗性品种具有较强适应性，常导致品种抗性丧失，因此需不断发掘抗灰飞虱新基因。本实验利用抗虫灰飞虱品种9194与感虫品种苏御糯构建遗传群体，解析9194抗灰飞虱的遗传基础，进行抗灰飞虱基因的定位，开发与抗性基因紧密连锁的分子标记，为水稻抗灰飞虱基因的克隆及其育种利用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 材料 3
1.2 方法 3
1.2.1 F2:3家系的表型鉴定3
1.2.2 F2群体DNA的提取3
1.2.3 引物设计4
1.2.4 引物扩增4
1.2.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳4
1.2.6 数据整理4
2 结果与分析4
2. 1 亲本品种9194、苏御糯抗虫鉴定结果4
2.2 9194/苏御糯F2群体的灰飞虱抗性鉴定结果5
2.3 9194/苏御糯F2群体遗传图谱构建5
3 讨论6
致谢8
参考文献8
附录8
水稻品种9194抗灰飞虱基因的定位
引言
引言
水稻是我国乃至世界的重要粮食作物，是60％人口的主食。水稻生产常年遭受各类病虫害的危害。灰飞虱是危害水稻、小麦、玉米等主要粮食作物的重要害虫，灰飞虱属于同翅目飞虱科灰飞虱属，学名为 Laodelphax striatellus Fallen[1]。灰飞虱具有驱嫩绿性，多在稻株中上部位实施危害，其若虫、成虫均以口器吸取水稻茎秆、叶片等汁液
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为食，更是作为水稻几种重要病害的传播媒介，如以持久性经卵传播的条纹叶枯病及持久性不经卵传播的黑条矮缩病等，堪称水稻的“癌症”，对水稻产量及品质的危害十分巨大。灰飞虱在我国的分布范围十分广，据复旦大学某研究组调研，灰飞虱的分布范围东至上海市，西至新疆省，北至辽宁省，南至海南省，在我国水稻栽培区均有灰飞虱的分布[2][3]。 灰飞虱一年发生36代，以江苏、浙江等地尤为严重，一年发生56代。灰飞虱在田间一年的迁飞危害情况见图1。
图1.田间一年灰飞虱迁飞危害情况概图
目前防治灰飞虱的方法主要是化学防治，利用氨基甲酸酯类、有机磷类等化学农药进行灰飞虱的防治，在蔡发田（2009）的实验中，已经得出对灰飞虱具有较强击倒力和持续性的药剂配方：50%稻丰散EC+50%灭虫露EC，但化学防治带来严重的农业污染和昆虫抗药性等问题，导致了它并不是防治病虫害的最佳途径；其次是生物防治，利用灰飞虱的天敌如蜘蛛、黑肩绿盲蝽、多种缨小蜂等，将农田中的灰飞虱群体控制在经济发展允许的水平以下；还有通过抑制灰飞虱体内的共生菌：Wolbachia（沃尔巴克氏菌）和yeastlike symbionts（类酵母共生菌），达到控制灰飞虱子代数量的目的；最后是水稻抗性育种途径，筛选高抗灰飞虱水稻品种并定位出该品种中的抗性基因，通过分子标记辅助选择将其转导入广栽品种中。对比于前面几种防治方法，抗性育种具有有效彻底、经济环保等优点，是最理想的水稻防治灰飞虱的途径[1][4]。
植物的抗虫机制分为排驱性、抗生性、耐害性，水稻抗灰飞虱品种资源的挖掘是定位抗性基因的前提。RHT、Kasalath、IR26、丰优香占、盐稻8号、徐稻3号、镇稻2号、扬粳9538、ASD7、粳优558、辽优5218、港育129等品种均对灰飞虱有较强的排驱性，IR36、辽优5218、港育129、道人桥、羊毛谷、Milyang23、Dular等品种均对灰飞虱有较强的抗生性。耐害性不被认为是真正的植物抗性，一般不利用于抗虫育种。这些抗性品种的筛选无疑推动了水稻抗灰飞虱育种工程的第一步[1][5][6][7][8]。
目前抗灰飞虱水稻品种抗性基因的挖掘定位工作也有了相当的进展。段灿星（2008）对高抗灰飞虱品种Mudgo/武育粳3号的177个F2：3家系进行了抗性鉴定，在第2、3和12号染色体上共检测到3个与灰飞虱抗性相关的QTLs，主效Qsbph12a位于12号染色体，位于标记I1217~RM3331之间，并且其能在不同环境条件下稳定表达[8]。余娇娇(2012)构建IR36/WYJ3分离群体，在第12号染色体上检测到1个QTL，位于标记RM3331和RM5479之间[9]。Duan(2007)利用Kinmaze/DV85重组自交系群体，检测到2个QTLs，贡献率分别为16.7％和27.8％，位于第11染色体。通过排驱性、抗生性测验，在第3、4、11染色体上均检测到1个排驱性相关QTL，在第3、11染色体上均检测到1个抗生性相关QTL。其中位于第11染色体上的XNpb202~C1172标记区间的QTL能够在不同环境下稳定表达[10]。此外，Duan（2010）还构建了Nipponbare/Kasalath//Nipponbare 群体并在第3、11染色体上检测到3个QTLs：Qsbph3b、Qsbph11d、Qsbph11e，贡献率为12.6％～23.5％。通过排驱性测验，在第3、8、11染色体检测到3个排驱性相关QTLs：Qsbph3c、Qsbph8 和Qsbph11f，在第2、11染色体上各检测到1个抗生性相关QTL：Qsbph2、Qsbph11[11]。Wang（2013）利用N22/USSR5的RIL群体定位到7个与灰飞虱抗性相关的QTLs，其中在第7染色体重复检测到一个稳定的QTL：Qsbph7。Zhang（2014）利用9311/Pf92794 的F2群体在第3、7、12三条染色体上检测到3个QTLs，在第3染色体短臂标记RM1324~RM6881之间检测到一个主效QTL：Qsbph3d，LOD值为48.89，贡献率为37.5％；第7染色体短臂上标记RM3225与RM3755之间检测到1个QTL：Qsbph7a，LOD值为8.31，贡献率为10.6％，第12染色体标记RM3917~RM4888之间检测到1个QTL：Qsbph12b，LOD值为5.09，贡献率为7.2％[12][13]。
虽然前期已经定位了一些水稻抗灰飞虱QTLs，但是大多数位点效应较小。且前人研究发现，稻飞虱对抗性品种具有较强适应性，常导致品种抗性丧失，因此需不断发掘抗灰飞虱新基因。本实验利用抗虫灰飞虱品种9194与感虫品种苏御糯构建遗传群体，解析9194抗灰飞虱的遗传基础，进行抗灰飞虱基因的定位，开发与抗性基因紧密连锁的分子标记，为水稻抗灰飞虱基因的克隆及其育种利用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
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