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水稻稻瘟病抗性新基因的鉴定与定位研究

刘占领  
【摘要】:稻瘟病(rice blast)是由子囊菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr[无性世代为Pyricularia grisea (Cooke)Sacc]引起的最严重的水稻病害之一,广泛分布于水稻栽培的国家和地区。挖掘和利用广谱抗性基因是当前控制稻瘟病的重要措施。 YNG是一个来自云南的地方粳稻品种,对我国不同稻区的140个强致病力菌株都表现高度抗性,其抗谱强于广谱抗性基因Pi-1、Pi-2、Pi-9等。本研究以普感品种LTH(母本,感病)和YNG(父本,抗病)配制的杂交后代F_2、F_3为实验材料,以4个广致病谱菌株99-20-2(437.5)、98095(007.2)、四川26(217.3)、97-3-2(077.5)为鉴别菌株,对YNG的抗稻瘟病基因进行了遗传分析和精细定位。 利用菌株四川26和97-3-2接种,F_2群体分别出现63:1和15:1的抗、感分离比例,表明YNG对这两个菌株的抗性分别由3对和2对显性抗性基因控制,而利用菌株99-20-2和98095接种,F_2群体均出现3:1的抗感分离比例,表明YNG对这两个菌株的抗性均由1对显性抗性基因控制。利用由1158个F_2单株衍生的F_3株系组成的F_3群体,接种菌株99-20-2和98095,其纯合抗病、抗感分离和纯合感病株系的分离也符合一对基因的分离模式,这表明YNG对99-20-2和98095两个菌株的抗性可能为同一个基因所控制。 采用SSR标记结合BSA-RCA分析的方法,用876个对菌株99-20-2极端感病的F_2单株和732株对菌株98095极端感病的F_2单株,将YNG对99-20-2和98095的抗性基因都定位于RM16368和RM6770之间的遗传距离2.6cM的范围内,距RM16368都是1.8cM,距RM6770也都是0.85cM。根据这一基因定位结果,结合前面利用F_3群体进行连锁分析的结果,我们推定Pi-ym1(t)和Pi-ym2(t)实质上是同一对基因,暂命名为Pi-ym(t)。 利用2817个感病F_2单株将抗稻瘟病基因Pi-ym(t)精细定位在第4染色体短臂末端标记ID2736和CAPs2810之间的65kb区段内。在水稻第4染色体短臂上,迄今还没有相关抗稻瘟病基因和QTLs定位的报道,只在该染色体长臂上报道了1个隐性基因pi21(t)和3个抗性QTLs,且它们距离Pi-ym(t)至少20Mb以上。因此,确定本研究定位的Pi-ym(t)是一个新的广谱抗稻瘟病基因。 根据测序品种日本晴的序列,利用Softberry(http://www.Softberry.com)、orygenesdb (http://orygenesdb.cirad.fr/index.htm)以及Gramene(http://www.Gramene.org)在标记ID2736和CAPs2810之间的65kb区段内进行侯选基因预测分析,结果确定Os04g05470.1和Os04g05560.1 (SG11)为抗稻瘟病基因Pi-ym(t)的候选基因,为Pi-ym(t)基因的克隆奠定了基础。


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