Molecular Improvement of Rice Blast Resistance in a Rice Maintainer Line Ruanhua B Based on MAS

Zhe ZHAO, Yujiang WANG, Jiecai LIANG, Yongzhu LIU, Jiyong ZHOU, Xionghui CHEN, Keqin LIANG, Wuming XIAO

Acta Agric Boreali Sin ›› 2023, Vol. 38 ›› Issue (1) : 144-153. DOI: 10.7668/hbnxb.20193407
Resources & Environment·Plant Protection

Molecular Improvement of Rice Blast Resistance in a Rice Maintainer Line Ruanhua B Based on MAS

Author information +
History +

Abstract

In order to improve blast resistance of the maintainer line Ruanhua B,to carry rice blast resistance genes Pi46 and Pi2 high-quality Indica H281 as the donor parent,Ruanhua B as recurrent parent,using marker-assisted selection(MAS)technology combined with pedigree breeding method,polymerization of two foreign genes with improved maintenance line Ruanhua B resistance,Ruanhua B was carried out on the characteristics of stable strain identification of resistance to rice blast,rice quality analysis,etc.Two BC1F6 populations,two BC2F5 populations and two BC3F4 populations with two homozygous target genes were obtained by backcrossing,multi-generation self-crossing and molecular marker detection.Field naturally induced identification showed that the improved lines of different backcrossing generations were resistant to rice blast.The sterility of backcross generation to sterile lines ranged from 52.7% to 100.0%.Agronomic traits and rice quality analysis showed that the improved lines basically conserved the main agronomic characters and rice quality characteristics of Ruanhua B.The results of SNP gene chip analysis showed that the background response rate of BC1F6 was 74.42%—77.77%,that of BC2F5 was 86.42%—87.75%,and that of BC3F4 was 92.27%—92.59%.Multiple resistance genes can be effectively polymerized by continuous backcross,self-cross and marker-assisted selection techniques to obtain a new maintainer line resistant to rice blast,and achieve rapid molecular improvement of maintainer line Ruanhua B.

Key words

Rice / Maintainer line / Rice blast / Molecular marker-assisted selection / Rice quality / Genetic background

QR code of this article

Cite this article

EndNote

Ris (Procite)

Bibtex

Download Citations
Zhe ZHAO , Yujiang WANG , Jiecai LIANG , Yongzhu LIU , Jiyong ZHOU , Xionghui CHEN , Keqin LIANG , Wuming XIAO. Molecular Improvement of Rice Blast Resistance in a Rice Maintainer Line Ruanhua B Based on MAS. Acta Agriculturae Boreali-Sinica. 2023, 38(1): 144-153 https://doi.org/10.7668/hbnxb.20193407
水稻(Oryza sativa L.)是世界上超过 30 亿人口的主食,且随着人口的增长,对稻米的消费量呈不断增加趋势[1]。因此,水稻的正常生产对当前和未来全球粮食安全非常重要,进一步提高水稻的生产量潜力实属必要[2]。由子囊真菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是极具毁灭性的水稻病害之一,俗称“水稻癌症”,是影响水稻高产、稳产的主要限制性因素。稻瘟病在全球 85 个水稻种植国家和地区发生,对全球粮食安全造成严重威胁[3-4]。通常,这种病会使产量降低10%~30%,在有利的环境条件下甚至会降低90%[5]。长期实践证明,培育和推广抗病品种是防治稻瘟病最经济、环保和有效的措施[6],而传统的育种方式周期长、见效慢、效率低。利用分子标记对目的基因进行准确的选择,在加速稻瘟病抗源筛选、抗病基因的鉴定和快速培育抗病品种等方面都具有重大意义[7]。现有条件下,稻瘟病抗病品种的培育主要有2种方式,即聚合多个R基因,或利用单个广谱抗病基因。聚合R基因的育种策略虽可延长品种抗性,但育种步骤繁琐,需耗费很长时间和花费高昂代价[8]。随着分子生物学技术的深入发展,李家洋团队[9]提出了分子模块设计育种的理念,提倡根据实际需要,利用分子标记将多个有利基因导入同一品种,从而在较短的时间内实现多基因的高效聚合,培育出高产高抗优质的水稻新品种。
迄今为止,报道的主效稻瘟病抗性基因已超过 100 个,其中 35 个抗性基因已被克隆[10],如Pi37、Pit、Pish、Pi35、Pi64、Pi-b、pi21、Pi63/Pikahei-1(t)、Pi9、Pi2、Piz-t、Pi-d2、Pi-d3、Pi25、Pid3-A4、Pi50、Pigm、Pid4、Pi36、Pi5/Pi3 /Pii、Pi56、Pi56、Pikm、Pb1、Pik、Pik-p、Pia、Pi1、Pi54rh、Pi-CO39、Pi54of、Pi-kh、Pi-kh、Pi-ta、Ptr[8]。许多具有持久抗性的种质如 Kongyu-131、 Tetep、IR64、MTU1010等都具有多个抗病基因[11-12]。Xiao等[13]在水稻材料H4中将Pi46基因精细定位在第11号染色体的183.7 kb。Pi2是一个重要的稻瘟病显性广谱抗性基因[14],位于水稻第6染色体上[15]。Chen等[16]利用收集到的不同地区来源的75个稻瘟病菌株进行接种,发现Pi2单基因系的抗谱可高达92.45%。目前,分子标记辅助选择育种技术被广泛应用于水稻增产、优化品质、增强抗性等领域,并取得多项成功案例[17-18]。陈红旗等[19]利用分子标记技术聚合Pi1、Pi2和Pi33基因改良金23B的稻瘟病抗性,改良后的保持系对稻瘟病的抗病频率为96.7%,明显高于仅携带单个基因的品系。Wen等[20]将广谱抗瘟基因Pi9(t)从供体亲本P2导入杂交稻恢复系Luhui 17,利用回交和MAS技术将Pi2基因导入珍汕97B。Miah等[21]利用2个标记RM6836和RM8225将Piz、Pi2和Pi93的显性R基因转入MR219品种,利用SSRs标记检测背景恢复情况,最终13个改良株系的平均背景恢复率为95.98%。Yang等[22]通过MAS将抗瘟基因Pi2、Xa23、Bph14和Bph15导入不育系Feng39S中,稻瘟病抗性显著提高。因此,水稻抗稻瘟病新品种的创制,对于增加水稻产量,减少农药施用,培育广适性水稻品种具有重要意义。
软华B是米质优、食味佳、且具备一定丰产优势的籼型保持系,但其存在稻瘟病抗性差的明显缺点,为了更好地发挥其应用价值,有必要对其进行抗性改良。华南农业大学植物航天育种中心期研究发现,抗性基因Pi46和Pi2具有较好的互补性[13],聚合这2个抗性基因具有较大的生产应用价值。因此,将这2个抗性基因通过分子标记辅助选择技术聚合到软华B,有望改良其稻瘟病抗性。
本研究通过杂交、多代回交和自交策略,利用分子标记辅助选择技术将抗性基因Pi46、Pi2导入软华B,旨在获得稻瘟病抗性得以改良、其他主要品质和农艺性状未发生较大改变的新型保持系,为抗病育种提供理论依据和材料基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心培育的籼型水稻材料H281为供体亲本,其携带有抗稻瘟病基因Pi46(Pi1的不同等位基因)和Pi2。该亲本具备株型适中、叶片短直、分蘖多、品质好等特性,跟软华B具有一定的互补性。本研究的受体亲本为籼型优质保持系软华B,其株型紧凑、叶片较宽大、穗大粒多,稻米品质优良,且具有香味。

1.2 分子标记辅助选择群体的构建与分析

2017年早季以H281为供体亲本、软华B为受体亲本杂交获得F1杂交种,晚季回交得到BC1F1种子。2018年早季、晚季及2019年早季分别种植BC1F1、BC2F1及BC3F1分离群体,经分子标记RM224和 Pi2-23检测后携带抗性基因的植株用于回交和自交,BC1F2、BC2F2、BC3F2群体经标记检测后携带纯合抗性基因的植株用于自交扩繁,对性状基本稳定的改良世代开展遗传背景分析、农艺性状考查、稻瘟病抗性鉴定、稻米品质分析、保持性分析。分子标记辅助育种流程如图1所示。
Fig.1 Schematic work flow of marker-assisted backcross breeding
A represented Ruanhua A,the male sterile line corresponding to Ruanhua B.

图1 分子标记辅助育种流程

A代表软华A,与软华B相对应的雄性不育系。

Full size|PPT slide

1.3 抗性基因连锁标记分析

SSR标记RM224用于抗性基因Pi46的前景选择,该标记与目的基因的遗传距离不到1.0 cM[13];InDel标记Pi2-23(表1)用于抗性基因Pi2的前景选择,该标记位于Pi2基因上游23 kb的位置[23]。
Tab.1 Information of molecular markers RM224 and Pi2-23

表1 分子标记RM224与Pi2-23的相关信息

引物名称
Marker		 类型
Marker type		 染色体
Chromosome		 正向引物序列(5'—3')
Forward primer
sequence(5'—3')		 反向引物序列(5'—3')
Reverse primer
sequence(5'—3')		 退火温度/℃
Annealing
temperature		 分离方法
Separation
RM224 SSR 11 ATCGATCGATCTTCACGAGG TGCTATAAAAGGCATTCGGG 56 8% PAGE
Pi2-23 InDel 6 CGGTAAGAGTAACACCAAGC GACGTGCGAGTTGTGACAGCT 56 8% PAGE
水稻幼嫩叶片DNA的提取采用简易CTAB抽提法[24]。引物序列由上海生工生物工程技术有限公司合成。PCR 反应主要在 PE 公司 9700 型PCR 仪上进行,反应体系(15.0 μL):含7.5 μL的 2×Taq Plus Master Mix Ⅱ、正向和反向引物各0.5 μL、模板DNA 1.0 μL以及5.5 μL的双蒸灭菌水(ddH2O)。扩增程序为95 ℃ 4 min;95 ℃ 30 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,31个循环;72 ℃延伸5 min。扩增产物在 8% 的非变性聚丙烯酰胺凝胶中电泳,快速银染法染色观察[25]。

1.4 遗传背景分析

本研究采用水稻20K SNP(Single nucleotide polymorphism)基因芯片开展遗传背景分析,由博瑞迪(石家庄)生物技术有限公司进行分析,扫描结果使用Microsoft Excel 2010 进行数据分析[26]。

1.5 稻瘟病抗性鉴定与育性鉴定

稻瘟病田间抗性鉴定采用病区自然诱发鉴定的方法,抗性鉴定圃设在广东阳江(北纬 21.50 °、东经 111.58 °),抗性鉴定工作于2020年晚季开展。该病圃的小气候特点(适当的温度和湿度 )有利于在水稻生长季节爆发许多稻瘟病菌小种。每个材料种植4行、每行5株,种植密度 20 cm×20 cm。为保持病原菌种群多样性,增强自然侵染力,每个材料四周均种植高感品种CO39,以其为传播者。具体抗性鉴定指标参照国际水稻研究所的分级标准进行[27]。
入选的稳定改良系分别与软华A杂交获得各自的F1群体,每个群体取10个不同植株主穗上的3个颖花进行花粉镜检,用1% KI-I2 溶液处理后在显微镜下观察花粉染色情况[28];即将抽穗前,取10个不同植株上未开花的20个穗子(2穗/株)套袋,30 d后调查自交结实率。

1.6 农艺性状鉴定

2020年晚季在华南农业大学校内教学科研实验基地种植改良株系,以软华B和H281为对照。按随机区组设计田间试验,3次重复,每小区种植36株,插植规格为 20 cm×20 cm,单株种植,常规栽培管理[29]。成熟后随机取每小区中间整齐一致的5个单株测定株高和有效穗数,采用YTS-5D水稻数字化考种机(武汉谷丰光电科技有限公司)测量穗质量、穗粒数、穗长、粒长、粒宽、长宽比、千粒质量等农艺性状。

1.7 稻米品质鉴定

参照Xiao等[30]介绍的试验方法,对改良系和两亲本的稻米品质进行分析。供试品系的稻谷在生理成熟期收获,在温室内自然晾干至含水量12%~14%。干燥后的谷物在室温下贮藏1个月后进行谷物品质参数评价。每个重复取100 g籽粒样品,随机取50 g样品为材料进行籽粒品质试验,3次重复。谷物样品用脱壳机(日本东京凯特电气实验室,FC2R)脱壳至糙米和整精米,用取食机(日本 Satake公司,VP-32)碾磨至精米,然后用小磨机(钱江仪器设备有限公司,中国杭州,JFS-13A)研磨至粉末状。试验参数包括糙米率(Brown rice rate,BR)、精米率(White rice rate,MR)、整精米率(The head rice,HR)、垩白度(Chalk white degree,CD)、垩白粒率(The chalky rice rate,CGR)、直链淀粉含量(Amylose content,AC)。

1.8 数据处理

根据双因素方差分析的结果,用SPSS软件包进行Dunnett't 测验,比较改良系与软华B的差异。

2 结果与分析

2.1 目标基因的前景选择

2018年早季种植86个BC1F1植株,经分子标记检测,共发现21株双基因均为杂合状态;根据田间表现,抽穗期选取农艺性状更接近软华B的5个植株作为父本继续回交和自交。2018年晚季分别种植72个BC2F1和104个BC1F2植株,其中17个BC2F1植株携带2对杂合的抗性基因,7个BC1F2植株携带2对纯合抗性基因。2019年早季种植的67个BC3F1和125个BC2F2植株中,分别有15个植株同时含有2对杂合基因、8个植株同时含有2对纯合基因;同年晚季种植216个BC3F2植株,经鉴定14个植株含有2对纯合抗性基因;同时种植BC1F4和BC2F3群体。不同回交及自交世代的分子标记选择结果如表2所示。
Tab.2 Results of R genes Pi46 and Pi2 in different populations by MAS

表2 不同世代抗性基因Pi46与Pi2的分子标记选择结果

株系
Lines		 株数
No. of
plants		 Pi46 Pi2 双基因杂合单株
Plants with two
heterozygous R genes		 双基因纯合单株
Plants with two
homozygous R genes
+ - H + - H
BC1F1 86 — 42 44 — 45 41 21 —
BC2F1 72 — 38 34 — 37 35 17 —
BC3F1 67 — 32 35 — 33 34 15 —
BC1F2 104 28 54 22 24 52 28 25 7
BC2F2 125 27 68 30 30 66 29 30 8
BC3F2 216 52 116 48 56 115 45 56 14
注:+.阳性纯合基因型;-.表示阴性纯合基因型;H.杂合基因型;R.抗性。
Note:+.Positive homozygous genotype;-.Negative homozygous genotype;H.Sheterozygous genotype;R.Resistance.

2.2 改良株系的繁育及遗传背景分析

本研究从BC1F2、BC2F2和BC3F2群体中分别选取双基因纯合、且农艺性状与轮回亲本相似的5个植株,取其主穗混合种植下一代,即自交繁殖。2020年早季种植性状基本稳定的BC1F5、BC2F4和BC3F3群体,从3个群体中分别选取目标基因纯合、农艺性状与轮回亲本相似的2个植株自交繁殖后代,即为改良株系,命名为L1~L6,用于后续研究。
经20K SNP基因芯片分析,可知亲本软华B与H281的SNP多态性数目为5 408个,占全部26 170个检测位点的20.66%,其中7号和10号染色体多态性SNP数目最多、分别达897,782个,而6号和9号染色体数目最少,分别为167,108个(表3)。根据SNP芯片分析结果,改良株系的遗传背景的回复率为74.42%~92.59%(表4),平均基因组恢复率为84.77%。其中,BC1F6(L1~L2株系)的背景回复率为74.42%~77.77%,BC2F5(L3~L4株系)的背景回复率为86.42%~87.75%,BC3F4(L5~L6株系)的背景回复率为92.27%~92.59%。随回交代数的增加,遗传背景恢复率也逐渐增加,基本符合理论值。6个改良株系中供体基因组平均百分比为10.39%,平均残余杂合度为 4.41%。6个改良株系的遗传结构也存在显著差异(图2)。还发现改良后的株系L1~L3均包含供体亲本1号染色体短臂端3~7 Mb的片段(图2)。结果表明,在回交育种改良过程中,早代对农艺性状的选择在一定程度上促进了轮回亲本遗传背景的恢复。
Tab.3 Number of polymorphic SNPs on each chromosome between two parents

表3 两亲本各染色体上的多态性 SNP 数目

染色体
Chromosome		 多态性标记数
Number of polymorphic markers
1 331
2 386
3 414
4 407
5 183
6 167
7 897
8 394
9 108
10 782
11 479
12 771
Tab.4 The percentage of genome recovery of the six improved lines by SNP chip %

表4 6个改良系的背景回复率

株系
Lines		 受体背景
回复率
RP
genome		 理论背景
回复率
Theoretical
recovery rate		 供体背景
回复率
DP
genome		 杂合度
Residual
heterozygosity
L1 77.77 75.00 19.04 3.19
L2 74.42 75.00 21.91 3.67
L3 87.75 87.50 7.78 4.47
L4 86.42 87.50 8.83 4.75
L5 92.59 93.75 2.32 5.09
L6 92.27 93.75 2.47 5.26
平均值Mean 84.77 85.42 10.39 4.41
注:RP.轮回亲本;DP.受体亲本。
Note:RP.Recurrent parent;DP.Donor parent.
Fig.2 Genetic structures of the six improved lines analyzed by Rice20K SNP microarray
White.Indicating the same as the RP;Light green.The same as the DP;Dark red.The heterozygous sites.Black and blue dots.Location of Pi2 and Pi46 on chromosome 6 and 11,respectively.

图2 6个改良株系的RICE20K 遗传背景图

白色.与受体皆相同;浅绿色.与供体相同;深红色.杂合位点;黑色圆点.Pi2在6号染色体上的位置;蓝色圆点.Pi46在11号染色体上的位置。

Full size|PPT slide

2.3 抗性鉴定与育性鉴定

2020年早季,对亲本及其改良株系在阳江自然病圃进行稻瘟病抗性鉴定。如表5所示,受体亲本的叶瘟等级为8级、穗瘟等级为9级,抗病等级为高感;而供体亲本H281的叶瘟、穗瘟均为3级,达到抗病等级;改良株系的叶瘟均为3级,穗瘟为3~5级,均达到抗病等级。由此可见,改良株系的稻瘟病抗性比软华B有大幅度的提升,Pi46和Pi2的导入在改善稻瘟病抗性方面具有良好的效果。
Tab.5 Results of rice blast resistance under the field condition

表5 自然苗圃下的稻瘟病抗性鉴定结果

株系
Lines		 叶瘟等级
Rating of
infected
leaves		 穗瘟等级
Rating of
infected
panicles		 抗病等级
Rating of
resistance
level
软华B 8 9 高感
Ruanhua B
H281 3 3 抗
L1 3 5 抗
L2 3 5 抗
L3 3 5 抗
L4 3 3 抗
L5 3 3 抗
L6 3 3 抗
2020年晚季对6个改良系与软华A杂交的F1进行花粉育性和自交结实率检测(表6),发现改良材料L1~L3对应不育系的不育花粉率为52.7%~78.0%,自交结实率为21.7%~32.3%,均为表现为部分不育,败育尚不彻底;改良材料L4~L6对应不育系的不育花粉率均达100.0%,自交结实率均为0,表现为完全不育,败育彻底;说明改良后的保持系的保持性受供体亲本影响,随着回交世代增加而逐渐恢复,回交一次较难达到本试验目的,必须经多代回交方可维持原有保持性。
Tab.6 Results of sterility pollen rate and self-setting rate of F1 plants derived from improved lines

表6 各改良株系对应不育系的不育花粉率及自交结实率

编号株系
Lines		 不育花粉率/%
Sterility
pollen rate		 自交结实率/%
Self-setting
rate		 不育等级
Rating of
sterility
L1 52.7±0.18c 32.3±0.33b 部分不育
L2 67.3±0.19bc 29.7±0.17bc 部分不育
L3 78.0±0.23b 21.7±0.26c 部分不育
L4 100.0±0.17a 0.0±0.41a 全不育
L5 100.0±0.08a 0.0±0.27a 全不育
L6 100.0±0.14a 0.0±0.34a 全不育
注:同一列平均值±标准差后的小写字母表示在 5% 水平上差异显著。图7,8同。
Note:Different lowercase letters after the mean ±s in the same column show significantly different at 5%.The same as Fig.7.8.

2.4 农艺性状考查

性状考查结果表明,供体亲本H281与受体亲本软华B相比,株高、剑叶长、剑叶宽、粒长和谷粒长宽比均显著降低,单株穗质量与穗长均无显著差异,但有效穗数、粒宽与千粒质量明显增加(表7)。与轮回亲本相比,改良系L1的株高和谷粒长宽比显著降低,但单株穗质量、有效穗数、穗长显著增加;改良系L2的株高显著降低,粒宽显著增加,谷粒长宽比显著减少;L3的株高、剑叶长和宽显著降低,其他农艺性状与轮回亲本无显著性差异;尽管L4的有效穗数显著增加,但株高、剑叶长、谷粒长宽比显著降低;L5株系的剑叶长显著降低,但有效穗数与单株穗质量均显著增加;L6的株高、剑叶长均显著降低,有效穗数显著增加,其他性状无显著差异。综上所述,6个改良株系与轮回亲本至少在2个性状上存在差异,其他农艺性状大体接近,一定程度上回复到了轮回亲本的表现型。
Tab.7 Main agronomic characters of the improved lines

表7 改良株系的主要农艺性状

株系
Lines		 株高/cm
Plant
Height		 剑叶长/cm
Flag-leaf
length		 剑叶宽/cm
Flag-leaf
width		 单株穗质量/g
Panicle
weight per plant		 有效穗数/
(穗/株)
Panicle
number		 穗长/cm
Panicle
length		 粒长/cm
Grain
length		 粒宽/cm
Grain
width		 谷粒长宽比
Grain
length to
width ratio		 千粒质量/g
TGW
软华B Ruanhua B 117.00±3.20a 57.80±0.17a 2.13±0.25a 25.47±2.65b 7.33±1.15c 22.58±2.18bc 9.73±0.10ab 2.22±0.41b 4.39±0.14a 21.57±2.18b
H281 108.13±6.18b 38.60±7.43d 1.72±0.10b 27.17±4.36ab 9.67±1.73a 23.55±0.43ab 9.23±0.11c 2.69±0.26a 4.03±0.04b 23.55±0.43a
L1 109.67±3.05b 52.80±7.71b 1.93±0.23ab 28.39±10.29a 8.33±2.31b 24.84±0.75a 10.09±0.16a 2.52±0.04ab 4.00±0.02b 22.84±0.75ab
L2 107.07±1.01b 50.47±3.10ab 2.05±0.06a 27.37±5.45ab 8.00±1.73b 22.41±0.98bc 9.39±0.12bc 2.65±0.35a 3.55±0.09c 22.41±0.98ab
L3 103.33±1.52c 51.23±1.62b 1.83±0.12b 24.77±3.10b 7.33±0.58c 22.90±1.41ab 10.15±0.48a 2.45±0.07ab 4.15±0.27ab 22.90±1.41ab
L4 108.57±2.29b 47.50±4.68c 1.94±0.15ab 23.17±3.96b 8.67±1.52b 21.92±1.08c 9.30±0.06bc 2.58±0.57ab 4.00±0.12b 21.92±1.08b
L5 116.75±0.17a 39.30±4.80d 2.05±0.07a 28.75±0.78a 9.00±1.41ab 21.76±0.72c 9.69±0.09b 2.35±0.49b 4.12±0.06ab 21.76±0.72b
L6 110.75±1.76b 39.95±3.89d 1.98±0.13ab 23.84±2.05b 8.00±1.41b 23.01±0.55b 9.79±0.11ab 2.35±0.49b 4.16±0.04ab 22.01±0.55b

2.5 稻米品质分析结果

本研究对改良系开展了主要稻米品质指标的分析,总体而言,2个亲本几个主要的稻米品质指标较为接近,轮回亲本软华B的稻米品质优于供体亲本H281,体现在较低的垩白度和垩白粒率。
如表8所示,改良株系在糙米率和精米率、直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度等主要理化指标上与受体亲本软华B基本相似,但有些株系仍存在少数指标上的差异。与轮回亲本软华B相比,株系L1的垩白粒率显著增加,此外L1还呈现出显著降低的糊化温度,而株系L2的垩白度和垩白粒率均显著增加;株系L3和L4的整精米率均显著降低;株系L5的垩白粒率显著增加;株系L6的糙米率、精米率、整精米率、胶稠度显著降低,但直链淀粉含量显著增加。
Tab.8 Rice quality parameters of improved lines

表8 改良株系的稻米品质分析

株系
Strain		 糙米率/%
Brown
rice rate		 精米率/%
Milled
rice rate		 整精米率/%
Head milled
rice rate		 垩白度/%
Chalkiness
degree		 垩白粒率/%
Chalky rice
rate		 直链淀粉含量/%
Amylose
content		 胶稠度/mm
Gel consistency		 糊化温度/℃
Gelatinization
temperature
软华B Ruanhua B 78.69±0.47ab 75.83±8.79a 68.11±3.81a 0.94±0.19bc 0.87±0.33c 14.28±0.37c 78.66±1.57a 79.61±1.27ab
H281 76.00±1.09c 73.11±1.44c 65.77±7.03b 1.54±0.80ab 1.42±0.58a 16.06±0.51a 73.17±2.02bc 76.88±2.53bc
L1 77.62±0.31b 73.70±3.08bc 63.39±1.87bc 1.37±0.31b 1.33±0.88ab 15.87±0.20ab 71.12±1.53c 76.51±1.98c
L2 77.91±3.95b 75.73±7.95a 57.95±4.03c 1.66±0.08a 1.47±0.57a 15.57±0.33ab 72.26±1.27bc 78.88±2.12b
L3 79.16±4.81a 75.71±2.60a 58.23±2.53c 0.89±0.34c 1.05±0.34b 15.17±0.44b 75.32±3.12b 77.61±2.32bc
L4 76.29±2.81bc 74.28±1.04b 57.67±2.26c 1.11±0.10bc 1.00±0.58b 15.27±0.39b 75.23±2.11b 79.91±2.41a
L5 76.51±4.31bc 73.27±2.87c 67.28±5.67ab 1.04±0.65bc 1.35±0.05ab 14.76±0.32bc 77.33±1.33ab 80.16±1.75a
L6 75.98±3.30c 73.83±3.14bc 64.58±1.73bc 0.97±0.23bc 0.91±0.11bc 15.47±0.25ab 74.47±1.04bc 79.12±2.53ab

3 结论与讨论

稻瘟病菌的生理小种组成复杂,群体大,具有高度的多样性和较强的变异性[31⇓-33]。因此,提高稻瘟病抗性已成为重要的育种目标之一。MAS被认为是一种高效的育种方法,因为它可以快速、准确地选择目标基因[34]。分子标记辅助回交育种包括目标基因的前景选择和轮回亲本基因组的背景选择[35],是将特定基因聚合到优良品系以培育出含有供体目标基因,但在其他方面与轮回亲本相同的新品系的最有效方法[36]。传统的抗病性育种既费时费力,又高度依赖环境条件。由于上位性效应,用传统方法聚合几个抗性基因并监测它们的存在是相当困难的[37⇓⇓-40]。MAS在稻瘟病抗性育种中非常有效,因为抗性表型通常由多个基因控制,利用MAS技术将稻瘟病抗性基因转移到育种系的可行性已得到充分证明[41⇓⇓⇓⇓⇓-47]。
实际上,MAS的准确性主要取决于目标基因与标记之间的距离。本研究中标记RM224与基因Pi46的遗传距离不到1.0 cM,用其开展MAS的准确性已得到验证[13]。Pi2-23标记位于Pi2基因上游23 kb的位置,与基因Pi2非常接近。本研究利用标记RM224 和Pi2-23 进行跟踪,通过回交方式将抗性基因Pi46和Pi2整合到软华B中,结合前景选择和背景选择获得6个改良株系,自然病圃综合评价均达到抗病水平,达到了预期的稻瘟病抗性改良效果。
前期研究表明,携带Pi46或Pi2基因的单基因改良系在苗期表现出较广的稻瘟病抗谱,提高了稻瘟病抗性水平[48]。但只携带单一主效基因的抗病品种在商业利用过程中容易被高度可变的病菌所克服,因为病原体群体的种族组成经常发生不可预测的变化[30],而在水稻品种中聚合多个抗稻瘟病基因可以解决这个问题。广谱耐受性是水稻抗稻瘟病育种的主要目标,抗病育种的大部分努力都是为了聚合不同抗性的基因。在杂交水稻育种中,双基因系亲本比单基因渗入系亲本表现出更高的抗性水平,抗病谱也明显拓宽[49-50]。因此,我们选择聚合Pi46和Pi2抗性基因以改良保持系软华B的稻瘟病抗性。
近年来,随着高通量测序和高密度基因芯片技术的不断发展,SNP标记因其高效的检测效率和不断降低的成本,逐步成为水稻基因组学和群体遗传学方面研究的主流。与传统检测方法相比,基因芯片的优势体现在高通量、自动化、准确率高,只需一次杂交就可以对成千上万个位点开展SNP分析[51]。玉米上,基于 Affymetrix Axiom 分型平台构建了 Maize50K 基因芯片[52]。Chen等[53]基于 Illumina Infinium 分型平台对 801 个水稻品种测序,开发出 51 478 个 SNP,成功构建 RiceSNP50 芯片。赵久然等[54]选用 344 份具有广泛代表性的玉米自交系。利用自主研发的包括 3 072 个 SNP 位点的 MaizeSNP3072 芯片对供试自交系进行全基因扫描,揭示其遗传多样性与群体遗传结构。本研究利用RICE 20K芯片对所选6个改良品系的遗传背景进行了检测。结果表明,回交一代的背景回复率基本符合理论值,但杂合度较低,说明经过连续4代自交之后,改良材料中大多数的基因位点达到纯合。回交二代的L3和L4品系的背景回复率也基本符合理论值。回交三代的背景回复程度更高,与轮回亲本更加相似,但是杂合率略微偏高,主要是由于自交代数较少的缘故,后续可以增加自交代数来降低杂合率,以满足实际需求。
此外,通过比较6个改良系之间的主要农艺性状及遗传背景,发现株系L1~L3均携带供体亲本1号染色体短臂端3~7 Mb的片段,Sakamoto等[55]研究发现,在该区段存在控制株高的QTLs,这可能是其株高降低的原因。改良株系L1~L4的粒宽变宽,可能是来自供体亲本8号染色体长臂端26~27 Mb区段,Wang等[56]已经在该区段定位并克隆了控制粒宽的基因GW8。改良株系L2和L3株高降低、剑叶变窄,对比发现它们与轮回亲本在1号染色体存在较多差异,可能与该染色体上存在多个控制株叶形态的基因有关,如sd1和gid1等基因[57-58]。
本研究发现,改良系的保持性随着回交世代的增加而逐渐恢复,3次回交后代之改良系对应的不育系均败育彻底,说明这些改良系基本回复了轮回亲本的保持系特征,也体现在其较高的遗传背景回复率。回交一代、二代之改良系对应的不育系表现为部分不育,这可能是供体亲本H281存在部分恢复基因并渗入这些改良系遗传背景而造成的。除此之外,环境因素也会导致保持性的差异。Jia、Liu和Ni等[59⇓-61]发现温度影响一些不育系的花粉败育程度,某些品种在一定高温下会出现正常可育花粉和自交结实现象。本研究之改良系是否存在上述现象,尚有待进一步研究。
回交育种(Marker Assisted Backcross Breeding,MABB)具有严格的表型选择,特别是对稻米品质参数的选择,已在印度香稻巴斯马蒂抗病性改良中得到成功证明[62⇓-64]。在谷物品质参数中,直链淀粉含量和胶稠度是较为重要的性状,为保留轮回亲本的优良品质,特意选择品质特性相似的供体亲本。正因为软华B和H281具有相似的直链淀粉含量和胶稠度,在未经刻意选择的前提下,不同回交世代之改良系均保持了中低直链淀粉含量及较好的胶稠度指标。可见,选择具有优良品质的供体亲本,在改良稻瘟病抗性这个主要目标的同时,有利于实现保持轮回亲本优良品质的目标。本研究获得的改良系仍存在一定的背景杂合位点,还需要进行多代自交以提高背景纯合度,在此过程中仍需考查主要的农艺性状与品质性状,在整合抗性的同时尽可能多的保留其他好的性状,如较多的有效穗数和较低的垩白粒率。此外,利用改良系培育的不育系与含Pita、Pib等不同抗性基因的恢复系杂交,有望培育出聚合多个抗性基因的杂交稻品种,目前此工作正在开展之中。
本研究选择H281作为供体亲本,通过分子标记辅助选择和回交育种技术导入广谱稻瘟病基因Pi46和Pi2,定向改良保持系软华B的稻瘟病抗性,同时保留了其主要的农艺性状和优良的稻米品质。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
Chukwu S C, Rafii M Y, Ramlee S I, Ismail S I, Hasan M M, Oladosu Y A, Magaji U G, Akos I, Olalekan K K. Bacterial leaf blight resistance in rice:A review of conventional breeding to molecular approach[J]. Molecular Biology Reports, 2019, 46(1):1519-1532.doi:10.1007/s11033-019-04584-2.
本文引用 [1]
[2]
Muthayya S, Sugimoto J D, Montgomery S, Maberly G F. An overview of global rice production,supply,trade,and consumption[J]. Annals of the New York Academy of Sciences, 2014, 1324:7-14.doi:10.1111/nyas.12540.
本文引用 [1]
[3]
Yin J J, Zou L J, Zhu X B, Cao Y Y, He M, Chen X W. Fighting the enemy:How rice survives the blast pathogen's attack[J]. The Crop Journal, 2021, 9(3):543-552.doi:10.1016/j.cj.2021.03.009.
本文引用 [1]
[4]
Akos I S, Rafii M Y, Ismail M R, Ramlee S I, Shamsudin N A A, Ramli A, Chukwu S C, Swaray S, Jalloh M. Evaluation of inherited resistance genes of bacterial leaf blight,blast and drought tolerance in improved rice lines[J]. Rice Science, 2021, 28(3):279-288.doi:10.1016/j.rsci.2020.08.001.
本文引用 [1]
[5]
Jamaloddin M, Durga Rani C V, Swathi G, et al. Marker Assisted Gene Pyramiding(MAGP)for bacterial blight and blast resistance into mega rice variety Tellahamsa[J]. PLoS One, 2020, 15(6):e0234088.doi:10.1371/journal.pone.0234088.
本文引用 [1]
[6]
Yang D B, Tang J H, Yang D, Chen Y, Ali J, Mou T M. Improving rice blast resistance of Feng39S through molecular marker-assisted backcrossing[J]. Rice, 2019, 12(1):70.doi:10.1186/s12284-019-0329-3.
本文引用 [1]
[7]
王军, 赵婕宇, 许扬, 范方军, 朱金燕, 李文奇, 王芳权, 费云燕, 仲维功, 杨杰. 水稻稻瘟病抗性基因Bsr-d1功能标记的开发和利用[J]. 作物学报, 2018, 44(11):1612-1620.doi:10.3724/SP.J.1006.2018.01612.
Wang J, Zhao J Y, Xu Y, Fan F J, Zhu J Y, Li W Q, Wang F Q, Fei Y Y, Zhong W G, Yang J. Development and application of functional markers for rice blast resistance gene Bsr-d1 in rice[J]. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(11):1612-1620.
本文引用 [1]
[8]
毛洧, 陈学伟, 王静. 水稻抗稻瘟病机制的研究进展[J]. 中国科学:生命科学, 2021, 38(6):1-16.doi:10.16819/j.1001-7216.2019.8126.
Mao W, Chen X W, Wang J. Recent progress on rice resistance to blast disease[J]. Sci Sin Vitae, 2021, 38(6):1-16.
本文引用 [2]
[9]
郭韬, 余泓, 邱杰, 李家洋, 韩斌, 林鸿宣. 中国水稻遗传学研究进展与分子设计育种[J]. 中国科学:生命科学, 2019, 49(10):1185-1212.doi:10.1360/SSV-2019-0209.
Guo T, Yu H, Qiu J, Li J Y, Han B, Lin H X. Advances in rice genetics and breeding by molecular design in China[J]. Scientia Sinica (Vitae), 2019, 49(10):1185-1212.
本文引用 [1]
[10]
Meng X L, Xiao G, Telebanco-Yanoria M J, Siazon P M, Padilla J, Opulencia R, Bigirimana J, Habarugira G, Wu J, Li M Y, Wang B H, Lu G D, Zhou B. The broad-spectrum rice blast resistance(R)gene Pita2 encodes a novel R protein unique from Pita[J]. Rice, 2020, 13(1):19.doi:10.1186/s12284-020-00377-5.
本文引用 [1]
[11]
Arunakumari K, Durgarani C V, Satturu V, Sarikonda K R, Chittoor P D R, Vutukuri B, Laha G S, Nelli A P K, Gattu S, Jamal M, Prasadbabu A, Hajira S, Sundaram R M. Marker-assisted pyramiding of genes conferring resistance against bacterial blight and blast diseases into Indian rice variety MTU1010[J]. Rice Science, 2016, 23(6):306-316.doi:10.1016/j.rsci.2016.04.005.
本文引用 [1]
[12]
Feng X M, Lin K X, Zhang W Q, Nan J Z, Zhang X H, Wang C, Wang R S, Jiang G Q, Yuan Q B, Lin S Y. Improving the blast resistance of the elite rice variety Kongyu-131 by updating the pi21 locus[J]. BMC Plant Biology, 2019, 19(1):249.doi:10.1186/s12870-019-1868-x.
本文引用 [1]
[13]
Xiao W M, Yang Q Y, Huang M, Guo T, Liu Y Z, Wang J F, Yang G L, Zhou J Y, Yang J Y, Zhu X Y, Chen Z Q, Wang H. Improvement of rice blast resistance by developing monogenic lines,two-gene pyramids and three-gene pyramid through MAS[J]. Rice, 2019, 12(1):78.doi:10.1186/s12284-019-0336-4.
本文引用 [4]
[14]
Xiao G, Borja F N, Mauleon R, Padilla J, Telebanco-Yanoria M J, Yang J X, Lu G D, Dionisio-Sese M, Zhou B. Identification of resistant germplasm containing novel resistance genes at or tightly linked to the Pi2/9 locus conferring broad-spectrum resistance against rice blast[J]. Rice, 2017, 10(1):37.doi:10.1186/s12284-017-0176-z.
本文引用 [1]
[15]
Liu G, Lu G, Zeng L, Wang G L. Two broad-spectrum blast resistance genes,Pi9(t)and Pi2(t),are physically linked on rice chromosome 6[J]. Molecular Genetics and Genomics, 2002, 267(4):472-480.doi:10.1007/s00438-002-0677-2.
本文引用 [1]
[16]
Chen H L, Chen B T, Zhang D P, Xie Y F, Zhang Q F. Pathotypes of Pyricularia grisea in rice fields of central and Southern China[J]. Plant Disease, 2001, 85(8):843-850.doi:10.1094/PDIS.2001.85.8.843.
本文引用 [1]
[17]
Xiao N, Wu Y Y, Pan C H, Yu L, Chen Y, Liu G Q, Li Y H, Zhang X X, Wang Z P, Dai Z Y, Liang C Z, Li A H. Improving of rice blast resistances in Japonica by pyramiding major R genes[J]. Frontiers in Plant Science, 2017, 7:1918.doi:10.3389/fpls.2016.01918.
本文引用 [1]
[18]
Mi J M, Yang D B, Chen Y, Jiang J F, Mou H P, Huang J B, Ouyang Y D, Mou T M. Accelerated molecular breeding of a novel P/TGMS line with broad-spectrum resistance to rice blast and bacterial blight in two-line hybrid rice[J]. Rice, 2018, 11(1):11.doi:10.1186/s12284-018-0203-8.
本文引用 [1]
[19]
陈红旗, 陈宗祥, 倪深, 左示敏, 潘学彪, 朱旭东. 利用分子标记技术聚合3个稻瘟病基因改良金23B的稻瘟病抗性[J]. 中国水稻科学, 2008, 22(1):23-27.doi:10.16819/j.1001-7216.2008.01.004.
Chen H Q, Chen Z X, Ni S, Zuo S M, Pan X B, Zhu X D. Pyramiding three genes with resistance to blast by marker-assisted selection to improve rice blast resistance of Jin 23B[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2008, 22(1):23-27.
本文引用 [1]
[20]
Wen S S, Gao B J. Introgressing blast resistant gene Pi-9(t) into elite rice restorer Luhui 17 by marker-assisted selection[J]. Rice Genomics and Genetics, 2011, 2:31-36.doi:10.5376/rgg.2011.02.0004.
本文引用 [1]
[21]
Miah G, Rafii M Y, Ismail M R, Puteh A B, Rahim H A, Latif M A. Marker-assisted introgression of broad-spectrum blast resistance genes into the cultivated MR219 rice variety[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2017, 97(9):2810-2818.doi:10.1002/jsfa.8109.
本文引用 [1]
[22]
Yang D B, Xiong L Z, Mou T M, Mi J M. Improving the resistance of the rice PTGMS line Feng39S by pyramiding blast,bacterial blight,and brown planthopper resistance genes[J]. The Crop Journal, 2022, 10(4):1187-1197.doi:10.1016/j.cj.2021.11.005.
本文引用 [1]
[23]
Jiang H C, Feng Y T, Bao L, Li X, Gao G J, Zhang Q L, Xiao J H, Xu C G, He Y Q. Improving blast resistance of Jin 23B and its hybrid rice by marker-assisted gene pyramiding[J]. Molecular Breeding, 2012, 30(4):1679-1688.doi:10.1007/s11032-012-9751-6.
本文引用 [1]
[24]
Murray M G, Thompson W F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA[J]. Nucleic Acids Research, 1980, 8(19):4321-4325.doi:10.1093/nar/8.19.4321.
本文引用 [1]
[25]
Ramkumar G, Prahalada G D, Hechanova S L, Vinarao R, Jena K K. Development and validation of SNP-based functional codominant markers for two major disease resistance genes in rice(O.sativa L.)[J]. Molecular Breeding, 2015, 35(6):129.doi:10.1007/s11032-015-0323-4.
本文引用 [1]
[26]
李式昭, 王琴, 郑建敏, 朱华忠, 李俊, 万洪深, 罗江陶, 刘泽厚, 伍玲. 利用基因芯片分析西南麦区主栽小麦品种川麦104的遗传构成[J]. 麦类作物学报, 2021, 41(6):665-672.doi:10.7606/j.issn.1009-1041.2021.06-03.
Li S Z, Wang Q, Zheng J M, Zhu H Z, Li J, Wan H S, Luo J T, Liu Z H, Wu L. Analysis of genetic components in the major wheat cultivar Chuanmai 104 in southwest wheat region based on three wheat SNP arrays[J]. Journal of Triticeae Crops, 2021, 41(6):665-672.
本文引用 [1]
[27]
孙大元, 周丹华, 肖武名, 杨祁云, 王慧, 张建国, 陈志强. 利用MAS技术培育高抗稻瘟病的杂交水稻恢复系航恢1173[J]. 华北农学报, 2014, 29(6):121-125. doi: 10.7668/hbnxb.2014.06.021.
Sun D Y, Zhou D H, Xiao W M, Yang Q Y, Wang H, Zhang J G, Chen Z Q. MAS breeding of Hanghui 1173, a blast-resistant rice restoring line of Hybrid rice[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2014, 29(6): 121-125.
本文引用 [1]
[28]
张云虎, 严志, 杨力, 李方宝, 庞战士, 邓一文, 王慧, 冯旗, 张从合, 陈琳, 王合勤, 黄艳玲, 刘兴江, 申广勒. 利用分子标记辅助选择技术改良三系不育系荃9311A稻瘟病抗性的研究[J]. 杂交水稻, 2022, 37(1):19-24.doi:10.16267/j.cnki.1005-3956.20201006.308.
Zhang Y H, Yan Z, Yang L, Li F B, Pang Z S, Deng Y W, Wang H, Feng Q, Zhang C H, Chen L, Wang H Q, Huang Y L, Liu X J, Shen G L. Studies on improving rice blast resistance of CMS line Quan 9311A by molecular marker-assisted technology[J]. Hybrid Rice, 2022, 37(1):19-24.
本文引用 [1]
[29]
肖武名, 罗立新, 孙大元, 刘永柱, 王慧, 张建国, 郭涛, 杨祁云, 陈志强. 分子标记辅助选择培育抗稻瘟病恢复系R1198[J]. 中国稻米, 2014, 20(1):57-59.doi:10.3969/j.issn.1006-8082.2014.01.013.
Xiao W M, Luo L X, Sun D Y, Liu Y Z, Wang H, Zhang J G, Guo T, Yang Q Y, Chen Z Q. Development of a blast-resistant restoring line R1198 by MAS[J]. China Rice, 2014, 20(1):57-59.
本文引用 [1]
[30]
Xiao W M, Peng X, Luo L X, Liang K Q, Wang J F, Huang M, Liu Y Z, Guo T, Luo W L, Yang Q Y, Zhu X Y, Wang H, Chen Z Q. Development of elite restoring lines by integrating blast resistance and low amylose content using MAS[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 17(1):16-27.doi:10.1016/S2095-3119(17)61684-8.
本文引用 [2]
[31]
Wu Y Y, Yu L, Xiao N, Dai Z Y, Li Y H, Pan C H, Zhang X X, Liu G Q, Li A H. Characterization and evaluation of rice blast resistance of Chinese indica hybrid rice parental lines[J]. The Crop Journal, 2017, 5(6):509-517.doi:10.1016/j.cj.2017.05.004.
本文引用 [1]
[32]
Li W T, Chern M, Yin J J, Wang J, Chen X W. Recent advances in broad-spectrum resistance to the rice blast disease[J]. Current Opinion in Plant Biology, 2019, 50:114-120.doi:10.1016/j.pbi.2019.03.015.
本文引用 [1]
[33]
Kourelis J, van der Hoorn R A L. Defended to the nines:25 years of resistance gene cloning identifies nine mechanisms for R protein function[J]. The Plant Cell, 2018, 30(2):285-299.doi:10.1105/tpc.17.00579.
本文引用 [1]
[34]
Chaipanya C, Telebanco-Yanoria M J, Quime B, Longya A, Korinsak S, Korinsak S, Toojinda T, Vanavichit A, Jantasuriyarat C, Zhou B. Dissection of broad-spectrum resistance of the Thai rice variety Jao Hom Nin conferred by two resistance genes against rice blast[J]. Rice, 2017, 10(1):18.doi:10.1186/s12284-017-0159-0.
本文引用 [1]
[35]
Wing R A, Purugganan M D, Zhang Q F. The rice genome revolution:From an ancient grain to Green super rice[J]. Nature Reviews Genetics, 2018, 19(8):505-517.doi:10.1038/s41576-018-0024-z.
本文引用 [1]
[36]
Xiao N, Wu Y Y, Li A H. Strategy for use of rice blast resistance genes in rice molecular breeding[J]. Rice Science, 2020, 27(4):263-277.doi:10.1016/j.rsci.2020.05.003.
本文引用 [1]
[37]
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[J]. Molecular Biology Reports, 2013, 40(3):2369-2388.doi:10.1007/s11033-012-2318-0.
本文引用 [1]
[38]
Hittalmani S, Parco A, Mew T V, Zeigler R S, Huang N. Fine mapping and DNA marker-assisted pyramiding of the three major genes for blast resistance in rice[J]. Theoretical and Applied Genetics, 2000, 100(7):1121-1128.doi:10.1007/s001220051395.
本文引用 [1]
[39]
Jia Y L, Moldenhauer K. Development of monogenic and digenic rice lines for blast resistance genes Pi-ta,Pi-kh/Pi-ks[J]. Journal of Plant Registrations, 2010, 4(2):163-166.doi:10.3198/jpr2009.04.0223crmp.
本文引用 [1]
[40]
Koide Y, Kawasaki A, Telebanco-Yanoria M J, Hairmansis A, Nguyet N T M, Bigirimana J, Fujita D, Kobayashi N, Fukuta Y. Development of pyramided lines with two resistance genes,Pish and Pib,for blast disease(Magnaporthe oryzae B.Couch)in rice(Oryza sativa L.)[J]. Plant Breeding, 2010, 129(6):670-675.doi:10.1111/J.1439-0523.2010.01781.X.
本文引用 [1]
[41]
Wu Y Y, Xiao N, Chen Y, Yu L, Pan C H, Li Y H, Zhang X X, Huang N S, Ji H J, Dai Z Y, Chen X J, Li A H. Comprehensive evaluation of resistance effects of pyramiding lines with different broad-spectrum resistance genes against Magnaporthe oryzae in rice(Oryza sativa L.)[J]. Rice, 2019, 12(1):11.doi:10.1186/s12284-019-0264-3.
本文引用 [1]
[42]
Chen Q H, Zeng G, Hao M, Jiang H Y, Xiao Y H. Improvement of rice blast and brown planthopper resistance of PTGMS line C815S in two-line hybrid rice through marker-assisted selection[J]. Molecular Breeding, 2020, 40(2):21.doi:10.1007/s11032-020-1098-9.
本文引用 [1]
[43]
Jiang H C, Li Z, Liu J, Shen Z K, Gao G J, Zhang Q L, He Y Q. Development and evaluation of improved lines with broad-spectrum resistance to rice blast using nine resistance genes[J]. Rice, 2019, 12(1):29.doi:10.1186/s12284-019-0292-z.
本文引用 [1]
[44]
Jiang H C, Hu J, Li Z, Liu J, Gao G J, Zhang Q L, Xiao J H, He Y Q. Evaluation and breeding application of six brown planthopper resistance genes in rice maintainer line Jin 23B[J]. Rice, 2018, 11(1):22.doi:10.1186/s12284-018-0215-4.
本文引用 [1]
[45]
Mao T, Zhu M D, Ahmad S, Ye G Y, Sheng Z H, Hu S K, Jiao G A, Xie L H, Tang S Q, Wei X J, Hu P S, Shao G N. Superior Japonica rice variety YJ144 with improved rice blast resistance,yield,and quality achieved using molecular design and multiple breeding strategies[J]. Molecular Breeding:New Strategies in Plant Improvement, 2021, 41(10):65.doi:10.1007/s11032-021-01259-4.
本文引用 [1]
[46]
Zhao H J, Wang X Y, Jia Y L, Minkenberg B, Wheatley M, Fan J B, Jia M H, Famoso A, Edwards J D, Wamishe Y, Valent B, Wang G L, Yang Y N. The rice blast resistance gene Ptr encodes an atypical protein required for broad-spectrum disease resistance[J]. Nature Communications, 2018, 9(1):2039.doi:10.1038/s41467-018-04369-4.
本文引用 [1]
[47]
Xiao W M, Yang Q Y, Wang H, Guo T, Liu Y Z, Zhu X Y, Chen Z Q. Identification and fine mapping of a resistance gene to Magnaporthe oryzae in a space-induced rice mutant[J]. Molecular Breeding, 2011, 28(3):303-312.doi:10.1007/s11032-010-9481-6.
本文引用 [1]
[48]
Chen D H, Zeigler R, Leung H, Nelson R. Population structure of Pyricularia grisea at two screening sites in the Philippines[J]. Phytopathology, 1995, 85(9):1011-1020.doi:10.1094/PHYTO-85-1011.
本文引用 [1]
[49]
Xiao W M, Yang Q Y, Sun D Y, Wang H, Guo T, Liu Y Z, Zhu X Y, Chen Z Q. Identification of three major R genes responsible for broad-spectrum blast resistance in an indica rice accession[J]. Molecular Breeding, 2015, 35(1):49.doi:10.1007/s11032-015-0226-4.
本文引用 [1]
[50]
Xiao W M, Luo L X, Wang H, Guo T, Liu Y Z, Zhou J Y, Zhu X Y, Yang Q Y, Chen Z Q. Pyramiding of Pi46 and Pita to improve blast resistance and to evaluate the resistance effect of the two R genes[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2016, 15(10):2290-2298.doi:10.1016/S2095-3119(16)61415-6.
本文引用 [1]
[51]
Rasheed A, Hao Y F, Xia X C, Khan A, Xu Y B, Varshney R K, He Z H. Crop breeding chips and genotyping platforms:Progress,challenges,and perspectives[J]. Molecular Plant, 2017, 10(8):1047-1064.doi:10.1016/j.molp.2017.06.008.
本文引用 [1]
[52]
Sun C W, Dong Z D, Zhao L, Ren Y, Zhang N, Chen F. The Wheat 660K SNP array demonstrates great potential for marker-assisted selection in polyploid wheat[J]. Plant Biotechnology Journal, 2020, 18(6):1354-1360.doi:10.1111/pbi.13361.
本文引用 [1]
[53]
Chen H D, Xie W B, He H, Yu H H, Chen W, Li J, Yu R B, Yao Y, Zhang W H, He Y Q, Tang X Y, Zhou F S, Deng X W, Zhang Q F. A high-density SNP genotyping array for rice biology and molecular breeding[J]. Molecular Plant, 2014, 7(3):541-553.doi:10.1093/mp/sst135.
本文引用 [1]
[54]
赵久然, 李春辉, 宋伟, 王元东, 张如养, 王继东, 王凤格, 田红丽, 王蕊. 基于SNP芯片揭示中国玉米育种种质的遗传多样性与群体遗传结构[J]. 中国农业科学, 2018, 51(4):626-644.doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.04.003.
Zhao J R, Li C H, Song W, Wang Y D, Zhang R Y, Wang J D, Wang F G, Tian H L, Wang R. Genetic diversity and population structure of important Chinese maize breeding germplasm revealed by SNP-chips[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2018, 51(4):626-644.
本文引用 [1]
[55]
Sakamoto T, Miura K, Itoh H, Tatsumi T, Ueguchi-Tanaka M, Ishiyama K, Kobayashi M, Agrawal G K, Takeda S, Abe K, Miyao A, Hirochika H, Kitano H, Ashikari M, Matsuoka M. An overview of gibberellin metabolism enzyme genes and their related mutants in rice[J]. Plant Physiology, 2004, 134(4):1642-1653.doi:10.1104/pp.103.033696.
本文引用 [1]
[56]
Wang S K, Wu K, Yuan Q B, Liu X Y, Liu Z B, Lin X Y, Zeng R Z, Zhu H T, Dong G J, Qian Q, Zhang G Q, Fu X D. Control of grain size,shape and quality by OsSPL16 in rice[J]. Nature Genetics, 2012, 44(8):950-954.doi:10.1038/ng.2327.
本文引用 [1]
[57]
Sasaki A, Ashikari M, Ueguchi-Tanaka M, Itoh H, Nishimura A, Swapan D, Ishiyama K, Saito T, Kobayashi M, Khush G S, Kitano H, Matsuoka M. A mutant gibberellin-synthesis gene in rice[J]. Nature, 2002, 416(6882):701-702.doi:10.1038/416701a.
本文引用 [1]
[58]
Ueguchi-Tanaka M, Ashikari M, Nakajima M, Itoh H, Katoh E, Kobayashi M, Chow T Y, Hsing Y I C, Kitano H, Yamaguchi I, Matsuoka M. Gibberellin insensitive DWARF1 DWARF1 encodes a soluble receptor for gibberellin[J]. Nature, 2005, 437(7059):693-698.doi:10.1038/nature04028.
本文引用 [1]
[59]
Jia J H, Zhang D S, Li C Y, Qu X P, Wang S W, Chamarerk V, Nguyen H T, Wang B. Molecular mapping of the reverse thermo-sensitive genic male-sterile gene(rtms1)in rice[J]. Theoretical and Applied Genetics, 2001, 103(4):607-612.doi:10.1007/PL00002916.
本文引用 [1]
[60]
Liu X, Li X H, Zhang X, Wang S W. Genetic analysis and mapping of a thermosensitive genic male sterility gene,tms6(t),in rice(Oryza sativa L.)[J]. Genome, 2010, 53(2):119-124.doi:10.1139/g09-092.
本文引用 [1]
[61]
Ni J L, Wang D Z, Ni D H, Song F S, Yang J B, Yao D N. Characterization and fine mapping of RTMS10,a semi-dominant reverse thermo-sensitive genic male sterile locus in rice[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2022, 21(2):316-325.doi:10.1016/S2095-3119(20)63563-8.
本文引用 [1]
[62]
Gopalakrishnan S, Sharma R K, Rajkumar K A, Joseph M, Singh V P, Singh A K, Bhat K V, Singh N K, Mohapatra T. Integrating marker assisted background analysis with foreground selection for identification of superior bacterial blight resistant recombinants in Basmati rice[J]. Plant Breeding, 2008, 127(2):131-139.doi:10.1111/j.1439-0523.2007.01458.x.
本文引用 [1]
[63]
Sagar V, Krishnan S G, Dwivedi P, Mondal K K, Prakash G, Nagarajan M, Singh A. Development of Basmati rice genotypes with resistance to both bacterial blight and blast diseases using marker assisted restricted backcross breeding[J]. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 2017, 78(1):36-47.doi:10.5958/0975-6906.2018.00005.6.
本文引用 [1]
[64]
Singh V K, Singh A, Singh S P, Ellur R K, Singh D, Krishnan S G, Bhowmick P K, Nagarajan M, Vinod K K, Singh U D, Mohapatra T, Prabhu V K, Singh A K. Marker assisted simultaneous but stepwise backcross breeding for pyramiding blast resistance genes Piz5 and Pi54 into an elite Basmati rice restorer line PRR78[J]. Plant Breeding, 2013, 132(5):486-495.doi:10.1111/PBR.12077.
本文引用 [1]
Share on Mendeley

Collection(s)

Rice

58

Accesses

0

Citation

Detail
Sections
Recommended

/

〈 〉