水稻品种与稻瘟病菌的遗传多样性及稻瘟病持续控制研究

【摘要】： 稻瘟病是一个古老且研究史料丰富的水稻灾害性病害。本文首次对湖南丘陵和山区 两类稻瘟病生态系的稻瘟病菌的DNA分子群体遗传结构，湖南主栽水稻品种、优质品 种和部分抗源品种的抗性基因同源序列相似性，稻瘟病菌与品种的互作关系及其混合间 栽利用进行较系统的研究。以期了解稻瘟病菌的群体遗传与水稻品种抗性遗传多样性及 其品种与病菌的互作关系，从而为水稻抗病育种和科学利用抗瘟性品种提供可靠的理论 基础和方法。 本研究从湖南山区和丘陵区两类稻瘟病生态系中的60个水稻品种和品系上采集稻 瘟病标样，经单孢分离获得103个菌株。采用Pot2-PCR指纹分析，以62％相似水平聚 类，丘陵区的31个菌株基本上（除一个菌株外）被聚在一个谱系；而山区的72个菌株 在3个谱系中均有分布。以72％的相似水平，将103个菌株分成13个谱系，L8、L11 和L12为优势谱系，每个谱系包含13～23个单元型，单元型频率均在16％以上；L1、 L2、L3、L4、L5、L6、L9、L10为稀有谱系，每个谱系包含1～8个单元型，单元型频 率在5.0％以下。采自同一寄主的菌株有42.9％属于同一谱系或同一单元型，57.1％的分 属2个不同的谱系。这些结果表明，（1）稻瘟病山区和丘陵区生态系病菌群体都具有明 显的遗传多样性，山区病菌群体遗传组成比丘陵区更为复杂，因此，两类生态系的稻瘟 病菌群体内都存在较大的异质性和变异潜能；（2）稻瘟病菌群体遗传多样性与品种组成 的多样性呈明显的正相关，即品种数目越多、并且抗性遗传多样性程度越高，稻瘟病菌 群体遗传多样性就越丰富。由此，本文首次提出：依据稻瘟病菌群体遗传多样性在山区 稻瘟病菌生态系更为复杂的特点，在山区稻瘟病生态系长期集中设立水稻品种资源抗稻 瘟病鉴定圃或抗病育种材料选育圃是十分适宜的。这对水稻优质抗源的发掘与评价和育 种抗病性材料筛选有重要的现实意义。 选用两对引物XLRRfor/XLRRrev和S1/AS3对24个品种进行RGA-PCR指纹聚类分 析，两个引物扩增的多态性带都比较丰富，但XLRRfor/XLRRrev多于S1/AS3。以80％ 的相似性可将24个品种分成8～10类。研究揭示单用XLRRfor/XLRRrev或将 XLRRfor/XLRRrev与S1/AS3扩增出的结果组合进行聚类分析都较适宜水稻抗瘟性遗传 种质评价。进一步用RGA-PCR分析的23个品种，也进行了抗瘟性表型聚类分析。结 博土学价论文 水稻品种与稻瘟病菌的遗传多样性及稻瘟病持续控制研究 摘 要 果表明，旦然两种方法划分的品种组别数相同，个别纽别的品种组成也相同，但多数组 别的品种组成有差异，即存在R基因与抗性表型不一致的现象。 在稻瘟病菌群体经P。tZ－PCR指纹分析和23个品种经RGA－PCR指纹的研究基础 上，用 40个品种与来自 11个谱系的 20个代表性菌株互作研究显示，谱系－致病型、谱 系－表型或RGA相似品种组别之间没有明确的关系，但就单个品种而言，某些品种与一 些病原茵谱系出现即皆亲和或皆非亲和的互作现象。进而研究表明：n）谱系反映了病 菌的亲缘关系，但与病菌致病型没有明确的对应关系，就对某些单个品种而言，谱系与 品种有一定的互作关系；（2）RGA－PCR可以用于水稻品种抗病性评价，但与抗性表型评 价相结合才能获得更堆确的抗性信息；（3）无论是采用RGA－PCR分析，还是稻瘟病菌与 品种的互作研究，都证明水稻品种的抗瘟性具有丰富的遗传多样性。结合前人的研究， 创新性地提出，根据稻瘟病菌谱系－品种的互作关系可以制订筛选或选育具有持久抗疽性 品种或广谱抗瘟性品种方案。这些研究结果既为水稻抗稻瘟病的抗源评价和抗性品种的 选育与抗性基因布局提供了理论依据，也为其应用提供了可操作的方法。 在对4个主栽品种（生产上椎广的当家杂交稻组合）和4个间栽品种（优质感瘟） 进行RGA i传背景研究的基础上，配成8个混合间栽组合。经在祁东（丘陵）和烟溪 （山区）小区试验和示范比较。结果都表明品种混合间栽后，间栽品种病叶面积季比净 栽的降低6．40％～50．78％，穗瘟相对防治效果达12．3gn～78．20％；混合间栽的主栽品种 与净栽主栽品种比较，叶瘟和穗瘟的病情严重度差异不大。在产量效果上，单位面积的 混合间栽比净栽均表现出不同程度的增产，增产幅度在 1．57～14．9％。基于本研究结 果，选择抗疽性邀传背景差异大，株高差异突出的品种以1 行优质品种：5行主栽品种 混合间栽，能起到控瘟增产的作用．