利用Pi9基因與MAS技術(shù)培育抗稻瘟病水稻新品系及雜交種

利用Pi9基因與MAS技術(shù)培育抗稻瘟病水稻新品系及雜交種由子囊真菌（Magnaportheoryzae）引發(fā)的稻瘟病,因其發(fā)病范圍廣、發(fā)病速度快、病情破壞性大,致使水稻大幅度減產(chǎn),目前已成為水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要限制因素之一。實(shí)踐證明,合理利用已發(fā)掘的抗病基因培育抗譜廣、抗性持久的抗病品種是控制此病害最為經(jīng)濟(jì)、高效、安全的手段。本研究根據(jù)已克隆的廣譜持久抗瘟基因Pi9的序列設(shè)計(jì)特異功能標(biāo)記Ins2-1、MS-1、Clon2-1,通過分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合多年連續(xù)回交育種,定向改良43份水稻受體親本材料的稻瘟病抗性。獲得如下主要結(jié)果:1.本研究根據(jù)已克隆的廣譜持久抗瘟基因Pi9的序列設(shè)計(jì)特異功能標(biāo)記MS-1、Ins2-1、Clon2-1,其中Ins2-1、MS-1為顯性標(biāo)記,Clon2-1為共顯性標(biāo)記,用3個(gè)標(biāo)記在43份受體親本與供體親本75-1-127之間進(jìn)行多態(tài)分析,多態(tài)率依次為90.7%、93.02%、74.42%。經(jīng)基因型表型對(duì)比分析,Ins2-1、MS-1、Clon2-1標(biāo)記對(duì)3個(gè)回交群體稻瘟病抗性表型選擇效率均可達(dá)到100%。2.田間病圃自然抗性鑒定結(jié)果表明,供試受體親本稻瘟病抗性不強(qiáng),均表現(xiàn)出不同級(jí)別的感病,有必要對(duì)其稻瘟病抗性進(jìn)行改良;利用30份稻瘟菌菌株對(duì)Pi9供體親本75-1-127、感病對(duì)照材料CO39、5份水稻受體材料進(jìn)行室內(nèi)接種表型鑒定得到抗譜。結(jié)果表明,受體親本抗性頻率均低于55%,且部分受體親本抗譜與供體親本75-1-127抗譜存在互補(bǔ)。3.2015年通過分子基因型鑒定、病圃表型鑒定、大田農(nóng)藝性狀考察,從10個(gè)R288/75-1-127BC₆F₃株系、18個(gè)E32/75-1-127BC₆F₃株系、10個(gè)R389/75-1-127BC₆F₃株系、10個(gè)R599/75-1-127BC₆F₃株系中分別篩選出1個(gè)遺傳背景與受體親本非常接近的抗病純系,分別命名為“R288-Pi9”、“E32-Pi9”、“R599-Pi9”、“R389-Pi9”,并用這4個(gè)抗病純系及其受體親本與相應(yīng)不育系配制雜交種8份。此外,從10個(gè)豐源B/75-1-127BC₆F₃挑選出1個(gè)抗病純系,命名為“豐源B-Pi9”,并用之改良三系不育系豐源A的稻瘟病抗性。4.2016年,用8份雜交種進(jìn)行小區(qū)栽培試驗(yàn),分析雜交種稻瘟病抗性及主要農(nóng)藝產(chǎn)量性狀。經(jīng)分析表明:抗稻瘟病基因Pi9在R288、E32、R599、R389的遺傳背景下抗性表達(dá)完全,改良抗病恢復(fù)系純系（R288-Pi9、E32-Pi9、R599-Pi9、R389-Pi9）相比4個(gè)受體親本稻瘟病抗性得到顯著提高;培兩優(yōu)288-Pi9、培兩優(yōu)E32-Pi9、Y兩優(yōu)599-Pi9、兩優(yōu)389-Pi9改良的抗病組合相比培兩優(yōu)288、培兩優(yōu)E32、Y兩優(yōu)599、兩優(yōu)389傳統(tǒng)組合的主要農(nóng)藝性狀和配合力相近,而稻瘟病病抗性得到了顯著提高。5.利用MS-1、Ins2-1、Clon2-1等分子標(biāo)記連續(xù)多年開展MAS回交育種,考察田間綜合農(nóng)藝性狀,于2016年底,共獲得11個(gè)回交組合的高代純系群體,并用之與多個(gè)不育系配組,所得雜交種40余份;此外,還有3份