水稻不育系系譜抗稻瘟病遺傳及抗病基因同源序列分析.pdf

1、水稻不育系是雜交稻重要親本之一?，F(xiàn)階段生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的具有持久抗稻瘟病的水稻不育系較少，選育綜合性狀優(yōu)良的抗稻瘟病不育系是雜交稻育種的重要任務(wù)之一。本研究以福建省農(nóng)科院水稻研究所歷時(shí)17年成功育成的一個(gè)水稻不育系抗稻瘟病系譜為研究材料，包括抗源谷農(nóng)13、天谷(1991年育成)、福伊(1995年育成)、谷豐(2001年育成)、全豐(2004年育成)以及系譜親本V41B和龍?zhí)仄諦。在一套以C039為輪回親本的5個(gè)近等基因系和1個(gè)感病對(duì)

2、照麗江新團(tuán)黑谷(LTH)的遺傳背景下，人工分別組配了谷農(nóng)13、天谷、福伊、谷豐、全豐與近等基因系和感病對(duì)照的包括親本(P)、F<,1>、F<,2> 3個(gè)世代的遺傳材料，以2個(gè)稻瘟病菌系"97-102-16”和"98022B"進(jìn)行噴霧接菌和抗性鑒定，應(yīng)用經(jīng)典遺傳學(xué)分析方法研究該不育系系譜抗稻瘟病基因的遺傳及其等位性關(guān)系：并根據(jù)已知NBS-LRR類抗病基因結(jié)構(gòu)中氨基酸的保守區(qū)域設(shè)計(jì)簡(jiǎn)并引物，采用PCR方法對(duì)該不育系系譜NBS．LRR類抗病基

3、因同源序列(RGAs)進(jìn)行克隆、測(cè)序和聚類，研究抗病基因傳遞規(guī)律，分析抗瘟性表型與抗病基因同源序列相似性關(guān)系，為進(jìn)一步有效利用和克隆抗稻瘟病基因提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1、水稻不育系系譜對(duì)稻瘟病抗性遺傳研究表明，谷農(nóng)13、天谷、福伊、谷豐和全豐對(duì)“97．102．16”和"98022B"2個(gè)供試菌系均表現(xiàn)高抗。5個(gè)近等基因系對(duì)菌系"97．102-16”均表現(xiàn)抗性，對(duì)菌系"98022B"的抗性表現(xiàn)有異，除了C104PKT近

4、等基因系表現(xiàn)出高感1外，其余的4個(gè)近等基因系均表現(xiàn)抗性。麗江新團(tuán)黑谷和C039對(duì)菌系"97．102-16”和"98022B"均表現(xiàn)感病。在菌系"97-10-一16”噴霧接菌條件下，谷農(nóng)13和全豐的抗稻瘟病遺傳受l對(duì)顯性基因控制，福伊和谷豐均受2對(duì)顯性基因控制，天谷受3對(duì)顯性基因控制，其中天谷中有1對(duì)基因與Pi-3等位，其余的顯性基因與Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4a和Pi-4b均呈獨(dú)立遺傳。在菌系“98022B”噴霧接菌條件下，

5、谷農(nóng)13、天谷、福伊、谷豐和全豐均受1對(duì)顯性基因控制，且谷豐的顯性基因與Pi-1和Pi-4b均呈連鎖遺傳，其余的顯性基因與Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4a和Pi-4b均呈獨(dú)立遺傳。 2、水稻不育系系譜抗病基因同源序列克隆與分析表明，供試的7個(gè)水稻不育系系譜親本中共獲得14個(gè)陽(yáng)性克隆(分別命名為：C1-5、C-6、C2-2、C2-6、C3-6、C3-7、C5-4、C5-6、C10-2、C10-4、C14-2、C14-6、C

6、17-1、C17-4)。經(jīng)過(guò)分析只有11個(gè)含有NBS．LRR類抗病基因所特有的保守氨基酸結(jié)構(gòu)域Kinase Ⅰ、KinaseⅡ、KinaseⅢ及跨膜區(qū)域(transmembrancedomain)。這些NBS．LRR類氨基酸片段間同源性最高達(dá)98.3％，最低僅為29.7％，將這11個(gè)氨基酸片段登陸到NCBI上進(jìn)行Blast，發(fā)現(xiàn)它們與Xal(AB002266)的同源性較高。42％-45％的氨基酸序列相同，59％-64％的氨基酸序列相似，