Identification and Evaluation of Field Resistance to Rice Blast in Japonica Rice Cultivars

CHENJianchen, DONGLiying, LIUPei, TANGCuifeng, SONGJie, XIANGJinqian, LIUShufang, YULei, YANGQinzhong

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (27) : 102-107. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0054

Identification and Evaluation of Field Resistance to Rice Blast in Japonica Rice Cultivars

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Abstract

In order to compare the differences of resistance to rice blast disease in Yunnan among japonica rice cultivars collected from 17 provinces, and to screen favorable resistant resources of rice, we employed the method of natural induction in field blast nursery to assess the resistance of 1050 japonica rice cultivars against leaf and panicle blast. The results indicated that among the 1050 japonica rice cultivars, there was lighter incidence of leaf blast and more severe incidence of panicle blast. Regarding leaf blast resistance, the cultivars exhibiting high resistance, resistance, moderate resistance, moderate susceptibility, susceptibility, and high susceptibility accounted for 28.48%, 10.95%, 9.14%, 19.24%, 20.00%, and 12.19%, respectively. As for panicle blast resistance, the cultivars exhibiting high resistance, resistance, moderate resistance, moderate susceptibility, susceptibility, and high susceptibility accounted for 3.71%, 0.38%, 2.57%, 19.62%, 22.57%, and 51.14%, respectively. Further analysis of the leaf and panicle blast results revealed that 69 japonica rice cultivars had resistance to both leaf and panicle blast. These 69 cultivars were collected from five provinces of Jilin, Heilongjiang, Liaoning, Yunnan, and Jiangsu. These results suggested that these cultivars with good resistance against both leaf and panicle blast in blast nursery could be served as important resistance resources for blast disease-resistant rice breeding, and discovery of new genes conferring resistance to rice blast.

Key words

japonica rice cultivars / rice blast / resistance / evaluation / leaf blast / panicle blast / breeding resources

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CHEN Jianchen , DONG Liying , LIU Pei , TANG Cuifeng , SONG Jie , XIANG Jinqian , LIU Shufang , YU Lei , YANG Qinzhong. Identification and Evaluation of Field Resistance to Rice Blast in Japonica Rice Cultivars. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2024, 40(27): 102-107 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0054

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【目的】Pi9是一个广谱稻瘟病抗性基因,田间病圃监测发现持有Pi9的水稻单基因系IRBL9-W在苗期高抗稻瘟病,但却感穗瘟。探明水稻单基因系IRBL9-W在苗期抗病而孕穗末期感染穗颈瘟的原因,为Pi9基因在水稻抗病育种中的有效利用提供参考。【方法】利用从IRBL9-W穗颈瘟病斑上分离的8个单孢菌株以及实验室保存的单孢菌株Y363,在温室分别对单基因系IRBL9-W苗期和孕穗末期进行接种鉴定;并利用病原菌AvrPi9基因的特异引物对9个单孢菌株进行PCR扩增及产物测序;提取水稻单基因系IRBL9-W苗期叶片和抽穗期穗部的总RNA,通过半定量RT-PCR以及实时qRT-PCR分析Pi9基因在苗期和穗期的表达。【结果】在温室人工喷雾接种条件下,IRBL9-W在苗期对从穗颈瘟上分离的8个单孢及对照菌株Y363均表现为抗病;随机选取的2个从IRBL9-W穗颈瘟病样分离的单孢菌株(YX2-7-1和YX2-15-1)及对照菌株Y363对孕穗末期IRBL9-W注射接种,接种的植株表现出典型的穗颈瘟症状;AvrPi9的等位基因分析结果表明,与AvrPi9相比,Y363中的等位基因与AvrPi9完全相同,而从IRBL9-W穗瘟分离的8个单孢菌株中编码区与AvrPi9基因完全相同,但在编码起始位置上游-264 bp处缺失16 bp的一段序列。由于IRBL9-W苗期对这些菌株均表现抗病,推测这段序列的缺失并不影响AvrPi9基因的功能;实时qRT-PCR分析结果表明,Pi9基因在穗部的表达量为苗期叶片表达量的47.3%。【结论】在水稻单基因系IRBL9-W中,与苗期叶片中Pi9基因的表达量相比,Pi9基因在穗部表达量的明显降低可能是造成IRBL9-W穗期感稻瘟病的原因。
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