论文摘要
稻瘟病是世界上最重要的水稻病害之一，每年都造成很大的损失。抗病品种的选育是防治稻瘟病的主要途径。随着DNA分子标记的出现与迅猛发展，标记辅助选择（Marker-Assisted Selection，简称MAS）技术己成为抗病基因正确选择的有效途径。但由于抗病基因与分子标记间的重组率在不同的群体中有较大的差异，同时构建分子标记的群体往往不是育种材料本身，在实际应用中有一定局限性。另外，由于目前已建立的分子标记不是基因本身，在育种大量群体中可能出现目的基因与分子标记不连锁的情形，导致抗病基因选择的失败。因此，最好的办法是利用抗病基因本身来建立相应的分子标记。抗病基因的克隆为建立这种标记提供了可能。Pib基因是一个已经被克隆的抗稻瘟病生效基因，位于水稻第2染色体长臂末端附近的区域，属于一个很小的基因家族（Pib，PibH8，HPibH8-1，HPibH8-2）。Pib基因编码由1251个氨基酸残基组成的含一个核苷酸结合位点（nucleotide binding site，NBS）和富含亮氨酸重复（leucine-rich reports，LRR）的蛋白质。本研究首先对36个稻瘟病菌株进行生理小种鉴定，发现该群体包括7群23个生理小种，其中ZC和ZA群是优势群，；ZG1、ZC15和ZE3小种是最优势小种。同时分别利用其中8个菌株对106个杂交稻亲本进行抗性鉴定。结果发现，106个亲本的平均抗病频率为25.15％。恢复系亲本总体抗性水平高于保持系亲本。同时发现，C15、B13、D7和B15四个生理小种的致病频率较高，分别为84.9％、83％、80.9％和80％。然后分别利用这36个菌株对两个含Pib基因的材料（IRBLb-B和F-145-2）进行抗性鉴定。结果发现，在36个供试菌株中，IRBLb-B和F-145-2分别抗26和31个菌株的侵染，抗性频率分别为72.2％和86.1％，表明这两个含Pib基因的材料具有较高的抗性。但二者抗性频率相差较大，为13.9％。本实验还利用建立的感病等位基因Pib显性分子标记，并结合前人报道的抗病等位基因Pib显性分子标记，组建一套Pib基因分子标记对109个杂交稻亲本或材料进行分子鉴定，同时在温室分别选用稻瘟病菌株05-12（ZB13）和05-30（ZC15），采用标准喷雾接种法对上述109个杂交稻亲本进行致病性测试，结果发现在109个杂交稻亲本中，94-4、HA303和05H38等5个杂交稻亲本都抗05-12和05-30，且都含有Pib基因，从而为抗性辅助选择（Resistance-assisted Selection，RAS）提供理论依据。同时利用这套水稻抗稻瘟病基因Pib显性分子标记对600个杂交F2代单株进行早期筛选，得到185个抗病基因Pib纯合的单株，田间抗性调查结果与抗病基因分子检测结果一致。因此该套显性分子标记可应用于水稻抗稻瘟病基因Pib的分子标记辅助选育。总之，本研究利用己克隆的Pib功能基因序列本身建立了新颖的DNA分子标记，并成功地将其应用于育种辅助选择和抗病作用机制的研究。该标记克服了常规分子标记的弊端，为MAS提供更有力的技术保障，同时也为已克隆的Pib基因在育种中的应用开辟新的途径。