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水稻稻曲病抗性遗传分析及普遍率与严重度的关系研究

2020-12-09阅读(949)

水稻稻曲病抗性遗传分析及普遍率与严重度的关系研究

论文摘要

稻曲病是由Ustilaginoidea virens （Cooke） Tak引起的一种世界性的水稻穗部真菌病害,目前我国几乎所有稻区都有发生报道,且近年来日益严重,已经由水稻次要病害上升为主要病害。以往对稻曲病的研究多限于病原菌生物学特性,病害田间观察、发生原因、防治对策等方面,而病原菌遗传多样性、侵染过程、致病性分化、寄主抗性评价标准等观点尚未统一,对稻曲病抗性遗传研究至今仍鲜见报道,这在很大程度上制约了抗病育种工作的开展。分析水稻对稻曲病的抗性遗传规律、鉴定抗性基因、创造抗源,是提高水稻品种抗病能力的有效途径。探索稻曲病普遍率与严重度之间的I-S关系,以利用普遍率间接估计严重度,方便易行,为病害监测、综合防治提供重要依据。本试验分离了12个稻曲病菌单孢菌株；选用13个抗病亲本（MR183-2、IR99-37、 DOMSIA-2、泸香90-2、HR04-28、94-69,梅州533、90-168；92-548,CHETUMALA-86、 MR183-1、双抗7704、IR28153）与感病亲本蒲抗-6杂交,分别配置正反交一代（Fl、Fl,）、正反交二代（F2、F2r）,在自然和接种条件下,对其抗病性遗传的显隐性和核质性、抗病基因数目和分离规律进行了分析；利用2008-2011年在雅安市草坝镇调查得到的所有水稻材料共6283组普遍率（Ⅰ）与严重度（S）数据,建立并比较了各年I-S模型,对其中2008-2010年四川省主栽品种13类不育系组合的I-S模型进行了比较。主要结果如下：1)人工注射接种不同浓度单孢菌株的病情比较：对蒲抗-6病情程度为80-100>50～60>150～200单孢/视野（10×10倍光学显微镜下）。单孢菌株的致病力为UV-1≈UV-3>UV-4>CK。2)稻曲病菌株间致病力存在差异：对蒲抗-6接种的病情指数：UV-1>UV-3> UV-4>UV-10>CK>UV-hy>UV-6>UV-9=0;对冈优725接种的病情指数：UV-3>UV-10>UV-9>UV-4>UV-1>CK>UV-6>UV-hy;接种UV-3最高61个病粒。采自同一地方的稻曲病菌在不同品种间存在致病力差异；总体来讲,采自草坝的UV-1、UV-3、UV-4、UV-12致病力较强,而UV-2、UV-5致病力很弱；采自汉源县的UV-10致病力较强,而UV-8、UV-9致病力较弱；采自郫县的UV-11致病力较强。3)水稻对稻曲病的抗性遗传性质：自然条件下,92-548对稻曲病的抗性表现为细胞核显性遗传,泸香90-2对稻曲病的抗性属于细胞质遗传,其显隐性尚不清楚,MR183-2等11份抗源材料的抗性为细胞核隐性遗传。接种单孢菌株条件下,CHET UMALA-86、MR183-2、DOMSIA-2对UV-1菌株的抗性为隐性遗传；MR183-2对UV-4菌株的抗性为细胞核显性遗传,94-69、92-548对UV-4菌株的抗性为显性遗传。4)稻曲病抗性遗传分析结果：自然条件下,9个组合的质量性状遗传分析和四世代数量性状联合分析结果一致：MR183-2/蒲抗-6、蒲抗-6/IR99-37、蒲抗-6/梅州533、梅州533/蒲抗-6、HR04-28/蒲抗-6、94-69/蒲抗-6、90-168/蒲抗-6这6个组合对稻曲病的抗性均受2对基因控制,IR99-37/蒲抗-6、DOMSIA-2/蒲抗-6的抗性受1对基因控制；接种条件下,蒲抗-6/IR99-37、蒲抗-6/DOMSIA-2、蒲抗-6/泸香90-2、HR04-28/蒲抗-6、94-69/蒲抗-6对UV-1、UV-4数量性状分析结果与以单穗最高病粒数≤2粒为抗病（R）,>2粒为感病（S）作为各株抗感划分标准时的质量性状遗传分析结果一致,其中蒲抗-6/沪香90-2对UV-1的抗性受1对主基因控制,其他几个组合对UV-1、UV-4的抗性均受2对控制。故质量性状遗传分析时,初步拟定以2个病粒作为划分水稻对稻曲病的抗感标准。相同组合自然和接种条件下的数量性状遗传分析结果较为一致,而质量性状遗传分析结果不同,且本试验调查得到的绝大多数世代单株总病粒数呈连续分布,故初步推测稻曲病的抗性可能属于数量遗传。5)通过对2008-2011四年的I-S模型分析表明,I-S二次曲线各回归项在年度间没有差异,可以将4年的I-S模型合并为一个共同I-S模型。广义线性模型为S=0.0076+0.3256I+0.0035I2；多水平统计模型为S=-0.0265+0.3602I+0.0027I2。2008-2010年13类不育系组合I-S模型的各个回归项在年度间和不育系间无差异,可合并为-个共同I-S模型。广义线性模型为：S=0.0357+0.3274I+0.0037I2；两水平模型为（不育系,调查个体）：S=0.0071+0.3316I+0.0039I2,三水平模型为（不育系,品种,调查个体）：S=-0.0208+0.3572I+0.0017I2。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一部分 文献综述
  • 1 稻曲病的研究进展
  • 1.1 稻曲病的发生与危害
  • 1.2 病原菌生物学特性
  • 1.2.1 病原菌分类
  • 1.2.2 病原菌形态特征
  • 1.3 稻曲病菌的分离培养
  • 1.4 发病规律与侵染时期
  • 1.5 稻曲病菌的接种技术
  • 1.6 稻曲病的田间分布规律
  • 1.7 稻曲病的发生原因与防治
  • 1.7.1 稻曲病的发生原因
  • 1.7.2 稻曲病的防治对策
  • 2 水稻对稻曲病的抗病机制及抗性遗传研究
  • 2.1 稻曲病菌遗传多样性
  • 2.2 稻曲病病级划分及抗性评价标准
  • 2.3 稻曲病的抗性生化机制
  • 2.4 稻曲病的抗性遗传研究
  • 2.4.1 病虫害抗性质量性状遗传分析
  • 2.4.2 稻曲病抗性数量性状遗传分析
  • 3 稻曲病普遍率与严重度的关系
  • 3.1 研究普遍率与严重度关系的必要性
  • 3.2 国内外普遍率与严重度关系的研究进展
  • 3.3 普遍率与严重度关系的分析方法
  • 3.3.1 广义线性模型
  • 3.3.2 多水平统计模型
  • 4 立题的目的与研究内容
  • 第二部分 稻曲病菌人工接种与致病力分化
  • 1 材料与方法
  • 1.1 稻曲病菌标样采集
  • 1.2 稻曲病菌分离和纯化
  • 1.2.1 培养基
  • 1.2.2 供试稻曲病菌
  • 1.3 水稻品系
  • 1.4 稻曲病人工接种方法
  • 1.5 分析方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 不同浓度菌株的接种效果
  • 2.2 不同单孢菌株对感病品种的接种效果
  • 2.3 对抗病品系和感病品系接种不同单孢菌株的发病结果
  • 2.3.1 抗病品系的发病结果
  • 2.3.2 感病品系的发病结果
  • 3 结论与讨论
  • 第三部分 稻曲病抗性遗传分析
  • 1 材料与方法
  • 1.1 试验材料
  • 1.1.1 亲本材料
  • 1.1.2 子代材料
  • 1.1.3 供试稻曲病菌
  • 1.2 试验方法
  • 1.2.1 群体配置与种植
  • 1.2.2 病原菌人工接种方法
  • 1.2.3 调查方法
  • 1.2.4 抗性分级标准
  • 1.3 分析方法
  • 1.3.1 抗性的质量性状遗传分析方法
  • 1.3.2 抗性的数量性状遗传分析方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 质量性状遗传分析结果
  • 2.1.1 自然条件下的抗性基因显隐性分析结果
  • 2.1.2 接种条件下的抗性基因显隐性分析结果
  • 2及F2r群体稻曲病抗性质量性状遗传分析'>2.1.3 F2及F2r群体稻曲病抗性质量性状遗传分析
  • 2.2 自然条件下稻曲病抗性数量性状遗传联合分离分析
  • 2.2.1 亲本及后代间稻曲病抗性的差异
  • 2.2.2 四世代群体稻曲病病级次数分布
  • 2.2.3 四世代群体主基因+多基因数量遗传联合分离分析
  • 2.3 接种条件下的抗性主基因+多基因数量遗传分离分析
  • 2.3.1 蒲抗-6/MR183-2四世代联合群体抗性分离分析
  • 2及F2r群体稻曲病病级次数分布'>2.3.2 F2及F2r群体稻曲病病级次数分布
  • 2及F2r群体主基因+多基因数量遗传模型'>2.3.3 单个F2及F2r群体主基因+多基因数量遗传模型
  • 3 结论与讨论
  • 3.1 结论
  • 3.2 讨论
  • 第四部分 稻曲病普遍率与严重度的关系
  • 1 材料与方法
  • 1.1 试验材料
  • 1.1.1 主栽品种
  • 1.1.2 年度样本
  • 1.2 田间设计
  • 1.2.1 主栽品种种植
  • 1.2.2 年度样本种植
  • 1.2.3 田间管理
  • 1.3 调查方法
  • 1.4 分析方法
  • 2 结果与分析
  • 2.1 Minitab I-S广义线性模型分析
  • 2.1.1 模型统计描述
  • 2.1.2 不育系总样本I-S模型
  • 2.1.3 各不育系样本I-S模型
  • 2.1.4 各不育系含年度因素的I-S模型
  • 2.1.5 多种因素的差异比较
  • 2.2 MlwiN I-S两水平统计模型分析
  • 2.2.1 I-S两水平统计模型分析
  • 2.2.2 I-S关系两水平模型分析
  • 2.2.3 两水平模型假设诊断
  • 2.2.4 I-S模型的多种因素差异比较
  • 2.3 MLwiN I-S三水平统计模型分析
  • 2.3.1 I-S关系三水平模型分析
  • 2.3.2 三水平模型假设诊断
  • 2.3.3 共同的I-S模型的适用性分析
  • 2.4 年度样本I-S模型比较
  • 2.4.1 Minitab I-S广义线性模型分析
  • 2.4.2 MLwiN两水平统计模型分析
  • 2.4.3 两水平模型假设诊断
  • 3 结论与讨论
  • 参考文献
  • 致谢

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