李旭升 向小嬌 申聰聰 楊隆維 陳 凱,3 王小文 邱先進 朱小源 邢丹英 徐建龍,3,*

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水稻重測序核心種質資源的稻瘟病抗性鑒定與評價

李旭升1,**向小嬌2,**申聰聰2楊隆維1,*陳 凱2,3王小文1邱先進1朱小源4邢丹英1徐建龍2,3,*

1長江大學主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 湖北荊州 434025;2中國農業(yè)科學院作物科學研究所, 北京 100081;3中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因研究所, 廣東深圳 518210;4廣東省農業(yè)科學院水稻研究所, 廣東廣州 510640

稻瘟病一直是制約水稻產(chǎn)量的重要因素之一, 稻瘟病抗源篩選是抗性基因挖掘和抗病育種的基礎。本試驗利用3000份(簡稱3K)重測序中的1217份核心種質資源, 通過湖北恩施兩河和芭蕉2個病圃自然誘發(fā)鑒定抗性, 結合不發(fā)病條件下農藝性狀考察和抗病資源的苗期人工接種抗譜測定, 綜合評價和篩選優(yōu)異的稻瘟病抗源。自然誘發(fā)鑒定結果顯示材料間的稻瘟病抗感差異顯著, 從中共獲得144份抗苗瘟、葉瘟和穗瘟的抗病種質。選用稻瘟病綜合抗性較好的34份材料以30個不同來源的稻瘟病菌株苗期接種, 鑒定顯示有17份材料的抗性頻率≥70%, 抗譜較廣。農藝性狀考察結果顯示, 大部分抗病材料植株偏高, 單株產(chǎn)量低, 農藝性狀差。結合病圃鑒定、人工接種鑒定和農藝性狀考察, 鑒定出7份稻瘟病抗性強、抗譜廣且農藝性狀較好的優(yōu)異抗源材料IRGA 411-1-6-1F-A、YJ30、金早47、泉珍10號、YN 1353-3、云粳23和IRAT1047, 可作為抗源親本用于稻瘟病抗性基因挖掘和品種抗稻瘟性改良。

稻瘟病; 種質資源; 自然誘發(fā); 抗譜; 優(yōu)異抗源

由子囊菌引起的稻瘟病是最具毀滅性的一種水稻病害, 也是影響水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的主要障礙因素[1-2]。一般年份引起水稻減產(chǎn)10%~20%, 嚴重的減產(chǎn)40%~50%, 甚至絕收[3]。實踐證明, 培育和推廣抗稻瘟病品種是控制稻瘟病最經(jīng)濟、有效和環(huán)保的措施[4-5]。但由于稻瘟病菌生理小種數(shù)量眾多而且極易變異, 以致一個抗病品種在生產(chǎn)上使用3~5年就喪失抗性[6-8]。因此不斷挖掘新的優(yōu)異抗源和抗病基因, 培育和推廣抗病品種, 是提高品種抗性水平的有效手段[9]。

植物種質資源蘊藏著植物新品種選育賴以生存的各種有利變異[10]。截至2015年3月, 已從水稻種質資源中定位了至少84個稻瘟病抗性主效基因, 分布在69個位點上, 已有24個基因被成功克隆[11], 其中、和屬廣譜抗性基因, 被廣泛利用于抗病育種[12]。水稻品種的抗瘟性鑒定和評價是抗源挖掘和利用的重要基礎工作[13], 其中自然誘發(fā)鑒定成本低、操作簡單, 是一種較經(jīng)濟實用和符合生產(chǎn)實際的抗瘟性鑒定技術[14]。湖北省恩施兩河病圃是恩施州農業(yè)科學院20世紀80年代初創(chuàng)建的, 經(jīng)30余年的長期培育, 其稻瘟病菌的菌源豐富, 生理小種分布廣泛, 小種組成復雜, 致毒力強的小種多[15-16], 已成為全國24個二級病圃中發(fā)病最重的病圃之一。恩施芭蕉病圃發(fā)病條件雖不如兩河病圃好, 但海拔較低, 有利部分熟期偏遲材料的抗性鑒定, 有較好的輔助作用。

目前, 3000份(簡稱3K)全球水稻核心種質重測序項目已經(jīng)完成[17]。該項目產(chǎn)生的序列數(shù)據(jù)、SNP數(shù)據(jù)和InDel數(shù)據(jù)為水稻重要性狀的遺傳研究提供了基礎[18]。3K水稻來自全球89個國家, 類型多樣, 遺傳多樣性豐富, 是篩選稻瘟病抗源和挖掘優(yōu)異抗瘟性基因的理想群體。本研究在湖北省恩施州兩河和芭蕉病圃的自然誘發(fā)條件下對部分3K水稻核心種質資源進行苗瘟、葉瘟和穗瘟的自然誘發(fā)抗性鑒定, 結合苗期人工接種抗譜測定和農藝性狀考察, 旨在篩選主要農藝性狀較好的稻瘟病優(yōu)異抗源, 為抗稻瘟病基因發(fā)掘和抗稻瘟病育種提供基礎材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

根據(jù)3K種質資源在海南種植的生育期和株高表現(xiàn), 選取抽穗期在125 d以內且株高較適中的1217份材料用于稻瘟病抗性鑒定與分析。田間自然誘發(fā)地點在稻瘟病自然重病區(qū)恩施土家族苗族自治州, 設計的兩個病圃分別在恩施市的兩河(30°08′N, 109°13′E, 海拔1005 m)和芭蕉(30°09′N, 109°25′E, 海拔440 m)。于湖北荊州長江大學基地種植農藝性狀考察材料, 由廣東省農業(yè)科學院植物保護研究所完成人工接種抗性評價。

1.2 病圃自然誘發(fā)鑒定

2015年4月15日將3K種質資源中篩選出的1217份材料在恩施市芭蕉鄉(xiāng)播種育苗, 分2個區(qū)組。以壯苗標準管理苗床, 且只防蟲不防病。播種30 d后, 將材料秧苗移栽到芭蕉和兩河病圃中。每份材料設置2次重復, 每重復種2行, 每行10棵, 組成一個小區(qū)。每隔19個小區(qū)插入1個感病對照小區(qū), 2個壟小區(qū)之間種植混合誘發(fā)苗, 合并為1廂, 廂的四周種植1株混合誘發(fā)苗, 田四周種植3~4行混合誘發(fā)苗, 以創(chuàng)造均等的發(fā)病條件。由湖北省宜昌市農業(yè)科學院水稻研究所提供稻瘟病誘發(fā)和指示材料, 包括生育期不同的品種豐兩優(yōu)4號、文勝糯、CO39、廣陸矮4號和豐兩優(yōu)香1號, 混合種植誘發(fā)稻瘟病。早稻以文勝糯和CO39為感病指示對照; 早熟中稻以廣陸矮4號和豐兩優(yōu)香1號為指示對照; 遲熟中稻以豐兩優(yōu)4號為指示對照。按豐產(chǎn)標準管理稻田, 并盡量創(chuàng)造稻瘟病發(fā)病條件。

在秧苗移栽前3 d左右調查苗瘟, 在水稻分蘗盛期至拔節(jié)期間的病害流行高峰期調查葉瘟, 在80%稻穗尖端5~10粒稻谷進入黃熟期時調查穗瘟, 均以感病對照品種發(fā)病達到穩(wěn)定為標準確定調查日期。穗瘟調查中每份材料每個重復隨機調查100穗。參照《農作物品種區(qū)域試驗抗病性鑒定操作規(guī)程》(DB42/T208-2001)[19]的標準評定各階段病情。苗、葉瘟病級分0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10級, 0~3級為抗, 4~9級為感。穗瘟病級和綜合病級分別根據(jù)穗瘟發(fā)病率和綜合指數(shù)劃分為0、l、3、5、7、9共6級, 0~1級為抗, 3級穗瘟為中抗, 綜合病級為感, 5~9級為感。穗瘟發(fā)病率(%)=發(fā)病總穗數(shù)/調查總穗數(shù)×100, 綜合指數(shù)=葉瘟病級×0.25+穗瘟發(fā)病率計算值×0.25+穗瘟損失率計算值×0.5。

1.3 苗瘟抗譜測定

將通過田間誘發(fā)鑒定得到的34份稻瘟病抗性材料, 于30 cm × 20 cm × 5 cm的搪瓷盆育苗, 將待鑒定種子和對照品種Tetep (抗病對照)及麗江新團黑谷(感病對照)的種子消毒并催芽后挑選飽滿露白的分區(qū)均勻播于盆中, 每個材料10粒種子, 2次重復。水稻苗長至3.5~4葉齡時進行人工噴霧接種。稻瘟病菌分生孢子懸浮液濃度大約為1×105個mL–1, 每盆20 mL的噴霧量。將接種后的水稻苗在24℃的接菌室中保濕培養(yǎng)48 h后移至溫室, 25~28℃下保濕培植, 7~10 d當感病對照發(fā)病情況達到穩(wěn)定后, 調查各個材料的發(fā)病情況。參照國際水稻研究所的稻瘟病抗性分級標準[24], 對每株材料的病情分級, 0~3級為抗(R), 4~9級為感(S)。記載每個材料對每個菌株的抗性反應時, 去掉病情重的那個重復, 另一個重復中感病植株<3株, 則定為抗病, 否則定為感病。

抗性頻率(%)=(接種后表現(xiàn)抗的菌株數(shù)/接種總菌株數(shù))×100。抗性頻率(%)≥90為高抗(HR), 80≤抗性頻率(%)<90為抗(R), 70≤抗性頻率(%)<80為中抗(MR), 60≤抗性頻率(%)<70為中感(MS), 50≤抗性頻率(%)<60為感(S), 抗性頻率(%)<50為高感(HS)。

1.4 主要農藝性狀考察

同年夏季于湖北荊州種植1217份種質資源, 5月5日播種, 6月3日移栽。每份材料種植5行, 每行10株, 株行距20.0 cm × 20.0 cm, 2次重復。從每重復隨機取中間5株調查田間生育期、株高、劍葉長寬和單株產(chǎn)量, 從每株取2個主穗, 考察穗長、一次枝梗數(shù)、每穗實粒數(shù)、每穗穎花數(shù)、結實率和千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2007整理數(shù)據(jù), 并計算平均值、標準差、變異系數(shù)和變幅。利用SPSS 21.0軟件進行病圃、材料和重復的方差分析和兩病圃各抗病指標的相關性分析。對于方差分析使用一般線性模型和類型1的平方和模型; 相關性分析前先對數(shù)據(jù)進行z標準化, 標準化后群體的平均值為0, 標準差為1。

2 結果與分析

2.1 參試種質資源的遺傳多樣性

根據(jù)重測序種質資源的SNP聚類, 3K種質資源被劃分成12個組, 包括5個秈稻組、4個粳稻組和、和3個組(圖1)。參試的1217份資源中, 完成測序的材料有1159份, 另58份材料沒有測序結果。1159份(黃色圓點表示)材料在3K種質資源12個組中都有分布, 表明測試材料的遺傳多樣性豐富。

2.2 兩個病圃種質資源的總體發(fā)病情況

1217份種質資源種植在恩施兩個病圃中, 914份生育期較一致, 146份遲熟, 37份特遲熟, 另外120份不抽穗。對于苗葉瘟采用所有材料的病情數(shù)據(jù), 而穗瘟及綜合病情評定選用914份生育期較一致材料的病情數(shù)據(jù)。兩個病圃中不同時期各材料的病情分布如圖2和表1所示, 各材料的苗葉瘟病級和穗瘟病級呈離散分布, 表明這些材料對稻瘟病抗性的多樣性豐富, 適用于稻瘟病抗源的篩選。

不同病圃、不同時期各材料稻瘟病病級差異極顯著(< 0.0001), 變異系數(shù)在23.71%~80.26%之間, 表明各材料對稻瘟病的抗感差異顯著。2個病圃間各時期病情差異極顯著(< 0.0001), 兩河病圃中材料不同時期病級的平均值(5.83~8.28)均大于芭蕉病圃中材料的病級平均值(3.18~4.46), 表明兩河病圃的病情比芭蕉病圃更為嚴重。芭蕉病圃中材料各時期病情的變異系數(shù)(60.09%~80.26%), 均大于兩河病圃中材料的病情變異系數(shù)(23.71%~42.90%), 表明各材料芭蕉病圃的抗感差異比兩河病圃的更為顯著。同一病圃中不同時期病情在重復間差異不顯著(> 0.05), 說明除了品種以外的其他條件一致性較好, 鑒定結果比較可靠(表1和表2)。

同一病圃不同時期病情數(shù)據(jù)和不同病圃同一時期病情數(shù)據(jù)的相關性分析表明, 芭蕉病圃苗瘟與葉瘟的相關系數(shù)為0.952, 呈極顯著正相關, 苗瘟與穗瘟的相關系數(shù)為0.410, 葉瘟與穗瘟的相關系數(shù)為0.414, 均呈極顯著中度正相關, 表明苗瘟抗性與葉瘟抗性相關性較高, 而苗瘟、葉瘟與穗瘟抗性相關性較低。兩河病圃和芭蕉病圃材料之間的葉瘟、穗瘟和綜合病級間相關系數(shù)分別為0.569、0.362和0.435, 均呈極顯著中度正相關, 表明2個病圃中材料的發(fā)病情況具有較大程度的一致性。

表1 參試種質資源在兩個病圃中的稻瘟病病情表現(xiàn)

2.3 病圃抗病材料篩選

綜合兩個病圃中材料的病情數(shù)據(jù), 根據(jù)不同時期的最高病級篩選不同時期的稻瘟病抗性材料。1217份種質資源中, 抗苗瘟和葉瘟的材料有129份, 占10.59%。914份正常抽穗種質中, 最高穗瘟率病級小于1級的材料有29份, 占3.17%, 苗葉瘟和穗瘟3個時期抗性均強的材料有19份, 占正常抽穗材料的2.08% (表3)。

總共獲得的144份抗不同時期稻瘟病的抗病材料中(見附表1), 秈稻82份, 粳稻15份, 溫帶粳稻11份, 熱帶粳稻23份,6份,5份,和中間類型各1份。其中一半以上的抗性材料屬于秈稻, 占56.9%, 其次是熱帶粳稻, 占15.9%。這些材料中, 37份來自中國, 20份來自菲律賓, 12份來自印度, 7份來自老撾, 來自哥倫比亞、印度尼西亞、巴西、越南的各5份, 來自美國、阿根廷、非洲的各4份, 來自孟加拉國、馬來西亞、意大利的各3份, 剩余的27份材料分別來自緬甸、柬埔寨、古巴、羅馬尼亞、巴基斯坦、法國、日本等20個國家。

表2 稻瘟病病情的方差分析

表3 不同時期稻瘟病抗性材料統(tǒng)計

從這些材料中篩選了34份稻瘟病綜合抗性較好(最高苗瘟和葉瘟均≤5級, 最高穗瘟發(fā)病率≤10%, 最高綜合指數(shù)≤2.5, 最高綜合抗級≤3)且病圃田間目測綜合表現(xiàn)較好的材料(表4)。其中, 秈稻13份(4份來自中國), 粳稻、溫帶粳稻和熱帶粳稻共計18份,2份,1份。不同種子來源(EJ0885和EJ0967)的IRAT 104在病圃的抗性表現(xiàn)略有細微差異。

2.4 抗病資源的抗譜

34份材料中, EJ0546和EJ1142因缺種未接種鑒定, EJ0876和EJ1137因發(fā)芽率低未能測定其抗譜。剩余30份材料接種30個秈稻小種后的抗性反應如表5所示, 抗性頻率≥70%的材料共17份, 占接種材料的56.67%, 達到中抗以上水平, 抗譜較廣。其中, 7份材料EJ0967、EJ0611、EJ0885、EJ0952、EJ0441、EJ1203和EJ0235的抗性頻率≥90%, 達到高抗(HR)水平, 抗譜廣; 5份材料EJ0752、EJ0513、EJ1121、EJ0270和EJ0666的抗性頻率在80%~90%之間, 達到抗(R)水平; 5份材料EJ0537、EJ0616、EJ0790、EJ0515和EJ0641的抗性頻率在70%~80%之間, 達到中抗(MR)水平。

表4 病圃綜合抗性強和田間表現(xiàn)較好材料的稻瘟病病情

表中苗瘟和葉瘟病0~3級為抗, 4~9級為感; 綜合病級0~1級為抗, 3~9級為感。

Scores 0–3 stand for resistant while 4–9 for susceptible for seedling and leaf blast; scores 0–1 stand for resistant while 3–9 for susceptible for comprehensive blast grade.

2.5 抗病資源的農藝性狀

除未正常抽穗的18份材料和EJ1203未獲得數(shù)據(jù)外, 144份抗不同時期稻瘟病的材料的抽穗期、穗長和結實率變幅較小, 其余性狀變幅均較大, 變異系數(shù)>15% (表6)。這些材料的單株產(chǎn)量均值為27.1 g, 變幅為8.1~65.4 g, 株高均值為115.6 cm, 變幅為64.9~172.0 cm, 表明多數(shù)材料產(chǎn)量較低、植株較高, 農藝性狀較差。

綜合病圃自然誘發(fā)鑒定、苗期抗譜測定和農藝性狀表現(xiàn), 以綜合病級≤1、抗譜≥70%、單株產(chǎn)量≥抗病資源單株產(chǎn)量均值27.1 g、株高≤抗病資源株高均值115.6 cm為標準, 最后獲得7份優(yōu)異的稻瘟病抗源材料, 其主要農藝性狀、最高綜合病級和抗譜如表7所示。其中, 金早47和泉珍10號是來自中國的秈稻, IRGA 411-1-6-1F-A是來自哥倫比亞的秈稻, YJ30和云粳23是來自中國的溫帶粳稻, YN1353-3和IRAT 104分別是來自緬甸的粳稻和法國的熱帶粳稻。

表6 144份抗病資源的農藝性狀

表7 7份優(yōu)異抗源的農藝性狀和稻瘟病抗性

3 討論

3.1 兩個病圃自然誘發(fā)鑒定效果的評價

本試驗1217份種質材料分為秈稻、粳稻、、和五大類共12個組, 遺傳多樣性豐富, 生育期和株高差異很大。為了準確評價抗瘟性并盡可能鑒定出不同時期抗病的抗源材料, 我們選擇了恩施市的兩河和芭蕉2個自然誘發(fā)點。兩河點海拔1005 m, 在水稻生長期間陰雨、寡照天氣居多、氣溫適宜, 非常利于發(fā)病, 常年鑒定結果偏重, 是國家二級稻瘟病鑒定圃。芭蕉點海拔440 m, 發(fā)病條件不及兩河點, 但由于相對充足的光溫條件, 能保證有更多的材料正常抽穗成熟。從實際鑒定結果來看, 1217份材料在2個病圃中, 914份生育期較一致, 能正常成熟; 303份遲熟、特遲熟和不抽穗的材料大多發(fā)生在兩河點。由于水稻抽穗期對苗、葉瘟沒有影響而對穗瘟影響大, 因此試驗中調查了全部供試材料的苗、葉瘟病情, 僅調查了914份正常抽穗材料的穗瘟病情。2個點不同時期的稻瘟病病級分布存在差異, 尤其是穗瘟級別和綜合病級兩河點明顯重于芭蕉點, 呈現(xiàn)發(fā)病偏重的態(tài)勢。芭蕉病圃中材料各時期病情的變異系數(shù)均大于兩河病圃, 表明芭蕉病圃材料間的抗性差異更明顯, 其數(shù)據(jù)更有利于抗瘟性基因的定位和挖掘。兩河病圃中材料各時期病級平均值均高于芭蕉病圃, 表明兩河病圃材料病情更嚴重, 更有利于篩選強抗稻瘟病的抗源, 上述結論與以往研究結果一致[16]。

盡管供試材料在2個病圃間病情差異顯著, 但葉瘟、穗瘟及綜合病級在2個病圃間都呈極顯著中度正相關, 表明材料在兩個病圃中的病情趨勢具較大程度的一致性。兩個病圃間的病情差異可能是由兩個病圃的病菌生理小種種類差異或氣候差異引起的。因此, 對于遺傳差異大、類型豐富的種質資源材料的稻瘟病初步鑒定, 利用不同的自然誘發(fā)病圃開展抗瘟性鑒定的做法是可行的。結合兩個病圃的數(shù)據(jù)分析, 確保鑒定結果更可靠。

3.2 稻瘟病抗源篩選

病圃田間的誘發(fā)致病的生理小種是未知的混合小種, 而且不同位置的侵染菌種也可能不盡相同, 加上小氣候差異等因素, 所以田間誘發(fā)鑒定比人工接種鑒定的可靠性差些。鑒于此, 本試驗在材料四周種植混合誘發(fā)品種, 盡可能創(chuàng)造同等誘發(fā)條件, 而且病圃方差分析和不同時期、不同地點的病情相關性分析都證實了病圃鑒定的可靠性。從病圃中篩選出144份抗不同時期稻瘟病的材料(見附表1), 其中29份苗葉瘟和穗瘟抗性都強的材料可作為稻瘟病抗性基因挖掘的基礎材料。

苗瘟與葉瘟間呈極顯著強正相關, 而苗瘟與穗瘟、葉瘟與穗瘟之間呈極顯著中度正相關性, 表明苗、葉瘟抗性與穗瘟抗性雖然沒有必然性, 但具有一定的參考價值。目前還沒有確切的研究證實苗葉瘟與穗瘟存在必然的相關性[20-23]。不同研究人員得出苗、葉瘟與穗瘟間的相關性不一致甚至相反的結果, 可能是由稻瘟病生理小種的高度變異性和不同時期不同區(qū)域氣候條件的差異引起的。盡管苗、葉瘟抗性不一定會增強穗瘟抗性, 但抗苗葉瘟的材料能保證水稻前期正常生長, 能有效降低后期水稻群體的稻瘟病菌源基數(shù)。因此最理想的稻瘟病抗源材料是苗、葉瘟和穗瘟全抗的材料。

3.3 優(yōu)異抗源的育種利用價值

農藝性狀考察結果顯示, 病圃篩選的抗性材料農藝性狀參差不齊, 單株產(chǎn)量均值低, 株高偏高, 綜合農藝性狀較差?？棺V測定結果顯示, 30份測定材料中, 有17份抗性頻率≥70%, 達到中抗以上抗病水平, 抗譜較廣。綜合病圃鑒定、接種鑒定和農藝性狀考察結果, 獲得7份優(yōu)異抗源, 在抗性基因挖掘與品種抗瘟性改良方面具有利用價值。

隨著分子技術的快速發(fā)展, 國內外學者從水稻抗病種質中鑒定和定位的稻瘟病抗性基因至少有101個[24-25], 其中至少24個抗性基因已被成功克隆[11]。目前國際上對稻瘟病抗性基因的鑒定, 一般是采用稻瘟病菌株與單基因系或近等基因系聯(lián)合分析的方法[26-27]。另外, 近年興起的高分辨率熔解曲線(HRM)技術在理論上能夠區(qū)分基因內的所有突變, 且該方法比直接克隆測序法簡單、經(jīng)濟、分辨率高[28-30]?，F(xiàn)今, HRM技術已經(jīng)被用于控制水稻重要性狀基因的定位、突變檢測和分子標記輔助選擇育種[31-33]。對于本試驗獲得的抗病材料, 尤其是7份優(yōu)異抗源, 可結合已知抗瘟基因的功能標記和特異無毒菌株或HRM技術鑒定其中的已知基因和挖掘新基因, 再通過雜交、回交和測序等方式定位克隆其中的新基因, 并通過標記輔助選擇聚合不同抗性基因以培育持久抗稻瘟病的優(yōu)良品種。

4 結論

對重測序的1217份水稻核心種質資源在恩施兩河和芭蕉兩個病圃進行稻瘟病抗性自然誘發(fā)鑒定, 兩病圃的鑒定結果基本一致, 從中獲得144份抗苗瘟、葉瘟和穗瘟的抗病種質。選稻瘟病綜合抗性較好的34份材料進行30個不同來源的稻瘟病菌株苗期接種鑒定, 篩選出17份抗性頻率≥70%的廣譜抗性材料。鑒定出7份稻瘟病抗性強、抗譜廣且農藝性狀較好的優(yōu)異抗源材料IRGA 411-1-6-1F-A、YJ30、金早47、泉珍10號、YN 1353-3、云粳23和IRAT1047, 可作為抗源親本用于稻瘟病抗性基因挖掘和品種抗稻瘟性改良。

References

[1] Hwang B K, Koh Y J, Chung H S. Effects of adult-plant resistance on blast severity and yield of rice., 1987, 71: 1035–1038

[2] Torres C Q, Teng P S. Path coefficient and regression analysis of the effects of leaf and panicle blast on tropical rice yield., 1993, 12: 296–302

[3] 孫國昌, 杜新法, 陶榮祥, 毛雪琴, 孫漱沅. 水稻稻瘟病防治研究進展和21世紀初研究設想. 植物保護, 2000, 26(1): 33–35 Sun G C, Du X F, Tao R X, Mao X Q, Sun S Y. Progress in controlling rice blast disease and its prospect in early 21st century., 2000, 26(1): 33–35 (in Chinese)

[4] Yu Z H, Mackill D J, Bonman J M, Tanksley S D. Tagging genes for blast resistance in rice via linkage to RFLP markers., 1991, 81: 471–476

[5] Jia Y, Mcadams S A, Bryan G T, Hershey H P, Valent B. Direct interaction of resistance gene and a virulence gene products confers rice blast resistance., 2000, 19: 4004–4014

[6] Correa Victoria F J, Martinez Racines C P. Genetic structure and virulence diversity offor breeding for rice blast resistance., 1995, 15: 219–227

[7] Zeigler R S, Cuoc L X, Scott R P, Bernardo M A, Chen D H, Valent B, Nelson R J. The relationship between lineage and virulence inin the Philippines., 1995, 85: 443–451

[8] Turnbull L A, Levine J M, Fergus A J F, Petermann J S. Thegene for durable resistance to rice blast and molecular analysis of-advanced backcross breeding lines., 2009, 99: 243–250

[9] Fang X, Zhang Y, Zhang S, Lin J, Wang Y. Using gene silencing technology to create blast resistant rice resources., 2014, 15: 1109–1112

[10] Tanksley S D, McCouch S R. Seed banks and molecular maps: unlocking genetic potential from the wild., 1997, 277: 1063–1066

[11] 國家水稻數(shù)據(jù)中心. 稻瘟病主效抗性基因列表[DB/OL]. [2015-04-11]. http://www.ricedata.cn/gene/gene_pi.htm National Data Center of Rice. List of Major Blast Resistance Genes [DB/OL]. [2015-04-11]. http://www.ricedata.cn/gene/ gene_pi.htm

[12] Liu G, Lu G, Zeng L, Wang G L. Two broad-spectrum blast resistance genes,and, are physically linked on rice chromosome 6., 2002, 267: 472–480

[13] 朱小源, 楊健源, 劉景梅, 司徒志謀, 康金平, 胡學應, 朱敏記, 羅森輝, 楊祁云, 林佩珍, 曾列先, 姜先芽, 陳深. 廣東水稻品種抗稻瘟病性分析與利用策略. 廣東農業(yè)科學, 2006, (5): 34–37 Zhu X Y, Yang J Y, Liu J M, Si-Tu Z M, Kang J P, Hu X Y, Zhu M J, Luo S H, Yang Q Y, Lin P Z, Zeng L X, Jiang X Y, Chen S. Evaluation on resistance of rice varieties in guangdong to rice blast and strategy for its utilization., 2006, (5): 34–37 (in Chinese with English abstract)

[14] 楊健源, 康金平, 黃顯良, 姜先芽, 賴添奎, 陳深, 李傳瑛, 曾列先, 朱小源. 稻瘟病田間自然誘發(fā)病圃的建立及其在抗性鑒定中的應用. 廣東農業(yè)科學, 2007, (9): 59–61 Yang J Y, Kang J P, Huang X L, Jiang X Y, Lai T K, Chen S, Li C Y, Zeng L X, Zhu X Y. Establishment of natural rice blast nursery and its application on the resistance evaluation of rice varieties., 2007, (9): 59–61 (in Chinese with English abstract)

[15] 吳雙清, 王林, 卿明鳳. 水稻區(qū)試品種抗稻瘟病鑒定結果分析. 中國稻米, 2011, 17: 53–55 Wu S Q, Wang L, Qing M F. Identification and analysis of regional tested rice varieties resistant to rice blast., 2011, 17: 53–55 (in Chinese)

[16] 李求文, 楊隆維, 袁利群, 許敏. 持久抗稻瘟病雜交水稻新三系及組合選育與應用研究進展. 云南農業(yè)大學學報, 2006, 21: 276–282 Li Q W, Yang L W, Yuan L Q, Xu M. Breeding and the applied research progress of hybrid Rice of new three line and combination of persistent resistance of blast., 2006, 21: 276–282 (in Chinese with English abstract)

[17] The 3000 rice genomes project. The 3000 rice genomes project., 2014, 3: 7

[18] Li J Y, Wang J, Zeigler R S. The 3000 rice genomes project: new opportunities and challenges for future rice research., 2014, 3: 8

[19] 湖北省質量技術監(jiān)督局.農作物品種區(qū)域試驗抗病性鑒定操作規(guī)程(DB42/T 208-2001). 湖北省地方標準, 2001年12月12日發(fā)布, 2002年1月1日實施 Hubei Province Quality and Technology Supervision Bureau. Resistance Identification Procedures of Crop Varieties for Regional Yield Test (DB42/T 208-2001). Hubei Local Standard, released on December 12, 2001 and effective on January 1, 2002 (in Chinese)

[20] Bonman J M, Estrada B A, Bandong J M. Leaf and neck blast resistance in tropical lowland rice cultivars., 1989, 73: 388–390

[21] Zhuang J Y, Ma W B, Wu J L, Chai R Y, Lu J, Fan Y Y, Jin M Z, Leung H, Zheng K L. Mapping of leaf and neck blast resistance genes with resistance gene analog, RAPD and RFLP in rice., 2002, 128: 363–370

[22] 陳福如, 阮宏椿, 楊秀娟, 林時遲, 方琴, 嚴琰. 稻瘟病苗瘟葉瘟和穗頸瘟的相關性分析. 中國農學通報, 2006, 22: 440–443 (in Chinese with English abstract)Chen F R, Ruan H C, Yang X J, Lin S C, Fang Q, Yan Y. The correlation in seedlingblasts, leaf blasts and neck blasts of rice., 2006, 22: 440–443

[23] Noenplab A, Vanavichit A, Toojinda T, Sirithunya P, Tragoonrung S, Sriprakhon S, Vongsaprom C. QTL mapping for leaf and neck blast resistance in Khao Dawk Mali105 and Jao Hom Nin recombinant inbred lines., 2006, 32: 133–142

[24] Miah G, Rafii M Y, Ismail M R, Puteh A B, Rahim H A, Asfaliza R, Latif M A. Blast resistance in rice: a review of conventional breeding to molecular approaches., 2012, 40: 2369–2388

[25] 李恩宇, 王悅, 陳光輝. 水稻稻瘟病抗性基因的定位及克隆研究進展. 作物研究, 2014, 28: 754–760 Li E Y, Wang Y, Chen G H. Advances on the mapping and cloning of blast resistance gene in rice., 2014, 28: 754–760 (in Chinese with English abstract)

[26] Kobayashi N, Telebanco-Yanoria M J, Tsunematsu H, Kato H, Imbe T, Fukuta Y. Development of new sets of international standard differential varieties for blast resistance in rice (L.)., 2007, 41: 31–37

[27] 何月秋, 唐文華. CO39 近等基因系抗稻瘟病性分析. 作物學報, 2001, 27: 838–841 He Y Q, Tang W H. Identification of CO39 near-isogenicl ines for rice blast resistance., 2001, 27: 838–841 (in Chinese with English abstract)

[28] Chou L S, Lyon E, Wittwer C T. A comparison of high-resolution melting analysis with denaturing high-performance liquid chromatography for mutation scanning: cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene as a model., 2005, 124: 330–338

[29] Krypuy M, Newnham G M, Thomas D M, Conron M, Dobrovic A. High resolution melting analysis for the rapid and sensitive detection of mutations in clinical samples: KRAS codon 12 and 13 mutations in non-small cell lung cancer., 2006, 6: 295

[30] Do H, Krypuy M, Mitchell P L, Fox S B, Dobrovic A. High resolution melting analysis for rapid and sensitive EGFR and KRAS mutation detection in formalin fixed paraffin embedded biopsies., 2008, 8: 142

[31] Li J S, Wang X M, Dong R X, Yang Y, Zhou J, Yu C, Cheng Y, Yan C Q, Chen J P. Evaluation of high-resolution melting for gene mapping in rice., 2011, 29: 979–985

[32] 羅文龍, 郭濤, 周丹華, 陳海英, 王慧, 陳志強, 劉永柱. 利用基于HRM的功能標記分析水稻和的基因型. 湖南農業(yè)大學學報, 2013, 39: 597–603 Luo W L, Guo T, Zhou D H, Chen H Y, Wang H, Chen Z Q, Liu Y Z. Analysis of rice genotypes riceandby HRM-based functional marker., 2013, 39: 597–603 (in Chinese with English abstract)

[33] Shabanimofrad M, Rafii M Y, Ashkani S, Hanafi M M, Adam N A, Latif M A, Rahim H A, Sahebi M. Analysis of SSR markers linked with brown planthopper resistance genes () using high- resolution melting (HRM) in rice., 2015, 8: 212–219

Identification and Evaluation of Blast Resistance for Resequenced Rice Core Collections

LI Xu-Sheng1,**, XIANG Xiao-Jiao2,**, SHEN Cong-Cong2, YANG Long-Wei1,*, CHEN Kai3, WANG Xiao-Wen1, QIU Xian-Jin1, ZHU Xiao-Yuan4, XING Dan-Ying1, and XU Jian-Long2,3,*

1Hubei Collaborative Innovation Centre for Grain Industry, Yangtze University, Jingzhou 434025, China;2Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;3Agricultural Genomics Institute at Shenzhen, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Shenzhen 518210, China;4Institute of Rice Research, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China

Rice blast is one of the key factors that restrict rice yield, and screening blast resistance resources is a basis work for mining blast resistance genes and breeding resistant varieties. A set of 1217 accessions selected from 3000 (3K) re-sequenced rice core collection were comprehensively evaluated for blast resistance in two natural disease nurseries at Lianghe and Bajiao in Enshi area and agronomic traits in disease-free field as well as resistance spectrum of resistant accessions at seedling stage. There were significant differences in response of different accessions to rice blast. Among them, a total of 144 accessions with blast resistance at different growing stages were obtained. Thirty-four accessions with relatively high comprehensive blast resistance were inoculated with 30 diverse isolates, showing that 17 accessions with a broad resistance spectrum (≥70%). According to the investigation of agronomic traits, most resistant accessions had high plant height, low grain yield per plant and poor agronomic traits. Finally, seven accessions with high blast resistance, broad resistant spectrum and relatively good agronomic traits were selected, including IRGA411-1-6-1F-A, YJ 30, Jinzao 47, Quanzhen 10, YN 1353-3, Yunjing 23, and IRAT1047, were identified. Those resistant accessions can be used in mining resistance gene and variety improvement for blast resistance.

Rice blast; Germplasm; Natural infestation; Resistance spectrum; Excellent resistance resource

本研究由國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)項目(2014AA10A601), 主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心開放基金項目(2015MS010, LXT-16-06, LXT-17-02), 深圳市孔雀團隊計劃(20130415095710361), 湖北省農業(yè)科學院合作項目(2015H200014)和濕地生態(tài)與農業(yè)利用教育部研究中心開放基金項目(KF201403)資助。

This study was supported by National High-Tech Research & Development Plan (863 program) (2014AA10A601), Open Fund of Hubei Collaborative Innovation Centre for Grain Industry (2015MS010, LXT-16-06, LXT-17-02), the Shenzhen Peacock Plan (20130415095710361), Collaboration Project of Hubei Academy of Agricultural Sciences (2015H200014), and Open Fund of Research Centre of Ministry of Education for Wetland Ecology & Agronomy Application (KF201403).

(收稿日期): 2016-10-06; Accepted(接受日期): 2017-03-02; Published online(網(wǎng)絡出版日期): 2017-03-13.

10.3724/SP.J.1006.2017.00795

(Corresponding authors): 徐建龍, E-mail: xujlcaas@126.com, Tel: 010-82105854; 楊隆維, E-mail: ylwei1968@126.com

**同等貢獻(Contributed equally to this work)

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20170313.1043.002.html