梁燕 季芝娟 曾宇翔 楊長登

（中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310006；*通訊作者：yangchangdeng@126.com）

超級早稻中早39的稻瘟病抗性基因測定

梁燕 季芝娟 曾宇翔 楊長登*

（中國水稻研究所/水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310006；*通訊作者：yangchangdeng@126.com）

超級早稻中早39在多年的浙江省聯(lián)品和區(qū)試中持久高抗稻瘟病，為明確其抗性遺傳基礎(chǔ)，用12個稻瘟病抗性基因 Pi-d2、Pi-d3、Pi36、Pi37、Pi5、Pib、Piz、Pik-h、Piz-t、Pi9、Pi-ta 和 Pi64 的分子標(biāo)記，對中早 39 進(jìn)行抗性基因檢測。結(jié)果表明，12對分子標(biāo)記在中早39均有目的擴(kuò)增條帶；因Piz、Piz-t和Pi9為復(fù)等位基因，中早39中至少含有10個稻瘟病抗性基因。這一結(jié)果為中早39的稻瘟病抗性遺傳利用奠定了基礎(chǔ)。

中早39；稻瘟病；抗性鑒定；抗性基因；基因檢測

中早39具有高產(chǎn)、廣適、耐肥、抗倒、高抗稻瘟病等特點(diǎn)，適合輕型栽培和機(jī)械化種植，具備大面積推廣條件。2013年2月被農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級稻品種；2011-2016年連續(xù)6年被列為農(nóng)業(yè)部主導(dǎo)品種；2012-2016年連續(xù)5年被列為浙江省主導(dǎo)品種；是浙江省早稻區(qū)試對照品種。2016年中早39被評為“十二五”浙江省最具影響力十大好品種。2013年中早39實(shí)現(xiàn)“早稻最高畝產(chǎn)”、“早稻百畝方最高畝產(chǎn)”兩項(xiàng)浙江省農(nóng)業(yè)吉尼斯紀(jì)錄；2016年，再次實(shí)現(xiàn)了“雙破雙創(chuàng)”，以747.85 kg/667 m2的單塊攻關(guān)田單產(chǎn)和713.84 kg/667 m2的百畝方平均單產(chǎn)，勇奪浙江農(nóng)業(yè)之最，也是浙江省早稻百畝方平均單產(chǎn)首次突破700 kg/667 m2的品種，為浙江省早稻單產(chǎn)的提高做出了重要貢獻(xiàn)。中早39適宜在江西、湖南、湖北、安徽及浙江等長江中下游的雙季稻區(qū)作早稻種植。2016年在浙江省的推廣面積為4.65萬hm2，已連續(xù)多年位居浙江省早稻品種面積榜首；在江西、湖南等地的推廣種植面積也逐年提高。中早39在全國已累計(jì)推廣46.67萬hm2，且有進(jìn)一步發(fā)展的潛力。

稻瘟病是危害水稻的三大主要病害之一。中早39在稻瘟病抗性方面表現(xiàn)突出，抗譜廣、抗性持久，對浙江、貴州和廣西的菌株抗譜分別為 92.9%、93.1%和100%[1-2]。綜合葉瘟和穗瘟病圃誘發(fā)鑒定結(jié)果，并根據(jù)穗瘟鑒定結(jié)果為主進(jìn)行評價的原則，在2013-2016年間的浙江省聯(lián)品試驗(yàn)和2012-2016年間的浙江省區(qū)域試驗(yàn)中，中早39稻瘟病抗性鑒定結(jié)果均為抗或者高抗（圖 1，圖 2）。

水稻材料中稻瘟病抗性基因的多少決定了在育種中的應(yīng)用范圍。本研究采用分子標(biāo)記檢測的方法，檢測中早39中可能含有的稻瘟病抗性基因。

圖1 2013-2016年中早39在浙江省聯(lián)品試驗(yàn)中的稻瘟病抗性鑒定結(jié)果

圖2 2012-2016年中早39在浙江省區(qū)試中的稻瘟病抗性鑒定結(jié)果

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料中早39和本研究中用到的12個抗性基因的供體由中國水稻研究所水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室育種新技術(shù)課題組提供。

表1 稻瘟病抗性基因分子標(biāo)記

圖3 中早39稻瘟病抗性基因分子檢測結(jié)果

1.2 分子檢測

本研究中選用的12個稻瘟病抗性基因的分子標(biāo)記信息見表1。水稻全基因組DNA采用Warude等[9]的方法提取，DNA的產(chǎn)量和質(zhì)量用Nano Drop system，2000c（Thermo，USA）檢測。PCR反應(yīng)體系和反應(yīng)條件參照Liang等[10]。PCR產(chǎn)物用含GelRed的3%瓊脂糖凝膠檢測，BIORAD凝膠成像儀下拍攝并保存圖片。每個PCR獨(dú)立擴(kuò)增3次。

2 結(jié)果與分析

分子標(biāo)記檢測結(jié)果表明，在中早39和陽性對照中12個稻瘟病抗性基因均有目的擴(kuò)增條帶（見圖3）。因稻瘟病抗性基因Piz、Piz-t和Pi9互為等位基因，因此，中早39中共檢測到10個稻瘟病抗性基因位點(diǎn)。

3 討論

稻瘟病抗性需要多個抗性基因的共同作用。張羽等[11]報(bào)道，陜西省水稻區(qū)試中含抗性基因的材料明顯比原始材料多，隨著抗性基因位點(diǎn)數(shù)目的增多，品種的抗病性呈上升趨勢，單個抗性基因位點(diǎn)對品種抗病性影響差異不明顯，同一抗性基因位點(diǎn)不同基因型對品種抗病性影響有差異。類似結(jié)果在華南常用秈稻親本[12]和遼星系列水稻品種[13]中也有報(bào)道。中早39持久高抗稻瘟病，在2013-2016年間的浙江省聯(lián)品試驗(yàn)和2012-2016年間的浙江省區(qū)域試驗(yàn)中，稻瘟病抗性鑒定結(jié)果均為抗或高抗。中早39中含有的抗性基因的種類及數(shù)目目前沒有相關(guān)的報(bào)道。

在水稻抗病育種實(shí)踐中，明確抗病親本中抗性基因型能更有效對其加以利用。對中早39的抗稻瘟病的遺傳背景研究，有助于從分子水平了解抗性基因在中早39中的來源與分布情況，為水稻稻瘟病抗性育種提供理論支持。本研究結(jié)果表明，中早39中含有至少10個稻瘟病抗性基因。這些結(jié)果為中早39的抗稻瘟病利用提供了理論基礎(chǔ)，也對中早39的安全推廣及在推廣地區(qū)作為引進(jìn)抗源進(jìn)行抗稻瘟病育種具有理論指導(dǎo)意義。

致謝：承蒙浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院陶榮祥先生、郝中娜女士和毛雪琴女士提供浙江省區(qū)試和浙江省聯(lián)品試驗(yàn)的資料，特致謝意！

[1]夏令治，季芝娟，曾宇翔，等.超級稻品種中早39的稻瘟病抗譜測定[J].中國稻米，2015，21（3）：69-72.

[2]夏令治.超級早稻中早39的抗稻瘟病遺傳機(jī)理研究 [D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2015.

[3]孫庚.水稻抗瘟基因與稻瘟菌無毒基因的分布及稻瘟菌分子檢測[D].長春：吉林大學(xué)，2012.

[4]Hayashi K,Yoshida H,Ashikawa I.Development of PCR-based allele specific and InDel marker sets for nine rice blast resistance genes[J].Theor Appl Genet,2006,113:251-260.

[5]Sharma T R,Madhav M S,Singh B K,et al.High-resolution mapping,cloning and molecular characterization of the Pi-kh gene of rice,which confers resistance to Magnaporthe grisea[J].Mol Genet Genomics,2005,274:569-578.

[6]Tian D G,Chen Z J,Chen Z Q,et al.Allele-specific marker-based assessment revealed that the rice blast resistance genes Pi2 and Pi9 have not been widely deployed in Chinese indica rice cultivars[J].Rice,2016,9（1）:19.

[7]Jia Y L,Wang Z H,Singh P.Development of dominant rice blast Pita resistance gene markers[J].Crop Sci,2002,42:2 145-2 149.

[8]Ma J,Lei C L,Xu X T,et al.Pi-64,encoding a novel CC-NBS-LRR protein,confers resistance to leaf and neck blast in rice [J].Mol Plant-Microbe Interac,2015,28（4）:558-568.

[9]Warude D,Preeti C,Joshi K,et al.DNA isolation from fresh and dry plant samples with highly acidic tissue extracts[J].Plant Mol Biol Rep,2003,21:467.

[10]Liang Y,Yan B Y,Peng Y L,et al.Molecular screening for identification of resistant genes in a germplasm（Oryza sativa L.）collection resistant to Magnaporthe oryzae[J].Rice Sci,2017,24（1）:41-47.

[11]張羽，馮志峰，張先平，等.5個稻瘟病抗性基因的基因型分型與抗性評價研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27（5）：1 928-1 938.

[12]閻勇，馬增鳳，秦鋼，等.華南常用秈稻親本稻瘟病抗性評價及抗性基因鑒定[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，48（4）：587-593.

[13]潘爭艷，邱福林，呂桂蘭，等.遼星系列水稻品種稻瘟病抗性基因鑒定與抗性分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（7）：87-90.

Abstract:The super rice variety Zhongzao 39 showed high and durable resistant to rice blast.Twelve pairs of molecular markers for the target resistant genes:Pi-d2,Pi-d3,Pi36,Pi37,Pi5,Pib,Piz,Pik-h,Piz-t,Pi9,Pi-ta and Pi64,were used to understand the resistant genetic mechanism of Zhongzao 39.The results indicated that all of the molecular markers yielded positive bands with expected size.As Piz,Piz-t and Pi9 were allelic to each other,there were ten rice blast resistant genes were identified in Zhongzao 39.All these results provided valuable information to the utilization of Zhongzao 39 in rice blast resistant breeding.

Key words:Zhongzao39;rice blast;resistant assessment;resistant gene;gene screening

Rice Blast Resistant Gene Detection in the Super Early Indica Rice Zhongzao 39

LIANG Yan,JI Zhijuan,ZENG Yuxiang,YANG Changdeng*

（China National Rice Research Institute/State Key Laboratory of Rice Biology,Hangzhou 310006,China;*Corresponding author:yangchangdeng@126.com）

S511；S435.111.4+1

A

1006-8082（2017）05-0035-03

2017－07－01

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（2014RG001-3）