| 詳細(xì)介紹 |
? ? 本成果應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，探討、破解和鑒證南方秈稻品種三黃占2號對稻瘟病的持久抗病性內(nèi)容實質(zhì)、多基因抗性的組成及其分子抗性遺傳機制，并應(yīng)用加代回交及分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)成功地把多個抗性基因?qū)氲礁胁〉母弋a(chǎn)栽培稻中，構(gòu)建多基因抗性新種質(zhì)。在稻瘟病持久抗性基礎(chǔ)理論及育種技術(shù)方法上取得了重要創(chuàng)新和突破：1、應(yīng)用DNA指紋分析技術(shù)，從分子水平上闡明了華南秈稻區(qū)稻瘟病菌的遺傳宗譜 構(gòu)成及其演變規(guī)律。深入探討和鑒證了病菌宗譜與寄主品種互作在我省矮桿育種史上的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系,寄主選擇對病原菌群體結(jié)構(gòu)演化所起的主導(dǎo)作用。根據(jù)其DNA指紋的相似性把病原菌系劃分為39個遺傳宗譜，確定GDL2、GDL1和GDL6為優(yōu)勢宗譜，從中篩選出對持久抗瘟性品種三黃占2號抗性基因有準(zhǔn)確鑒別能力的代表菌株5個。2、應(yīng)用候選抗性基因方法，確認(rèn)了三黃占2號的質(zhì)量抗性是由Pi-GD-1、Pi-GD-2 及Pi-GD-3 等三個主效基因所支配，此外，草酸氧化酶類蛋白、病程相關(guān)蛋白、鹽脅迫誘導(dǎo)蛋白、幾丁質(zhì)酶和離子通道調(diào)節(jié)器5個防衛(wèi)基因與數(shù)量抗性顯著相關(guān)。分子遺傳分析闡明了三黃占2號的抗性遺傳機制。三個主效基因各自對不同地方的代表菌株具有不同的抵抗性。任何兩個基因組合一起，抗性有互補作用，三個主效基因聚合一起，表現(xiàn)完全互補抗性，構(gòu)成了三黃占2號的廣譜抗病性基礎(chǔ)，在我國南方秈稻以及東南亞稻區(qū)發(fā)揮了不同的抗性水平。5個與數(shù)量抗性相關(guān)的防衛(wèi)基因與主效基因相互協(xié)調(diào)，在抗性上表現(xiàn)抗入侵、抗擴展和減少發(fā)病面積的功能作用。3、以防衛(wèi)基因進(jìn)行稻瘟病數(shù)量抗性分析。研究結(jié)果表明，這一方法不單可以提高數(shù)量抗性座位 的檢測效率，而且有效防衛(wèi)基因標(biāo)記可在育種中直接用于對數(shù)量抗性的累加。這是迄今止，應(yīng)用分子標(biāo)記輔助QTL選擇提高水稻稻瘟病數(shù)量抗性第一個成功的例子。4、應(yīng)用加代回交與分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合，創(chuàng)新性地在BC3F3代以分子標(biāo)記分析與病理評價相結(jié)合進(jìn)行抗性選擇及農(nóng)藝性狀選擇。成功地將三黃占2號多個抗性基因?qū)氲絻?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)品種中，獲得了BC-10、BC-116兩個具有多基因抗性、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)新品系，畝產(chǎn)達(dá)到450-500公斤。說明了多基因抗性是可以在雜交育種后代遺傳的，關(guān)鍵是導(dǎo)入方法和選擇技術(shù)。這一研究取得了初步成功，為今后稻瘟病持久抗性品種的選育奠定了堅實基礎(chǔ)。專家評價認(rèn)為本項目在稻瘟病持久抗性研究及應(yīng)用技術(shù)上取得重大突破。5、應(yīng)用抗性基因同源序列法 分析了三黃占2號育成的第一代衍生抗病品種 。結(jié)果表明RGA可以在DNA水平上反映出這些品種間密切的親緣關(guān)系及其抗性的多樣性。6、本研究對三黃占2號稻瘟病持久抗性的鑒定、分子遺傳機制的剖析以及持久抗性種質(zhì)構(gòu)建的技術(shù)方法在國內(nèi)外已產(chǎn)生了重大的影響。廣東農(nóng)科院水稻所以三黃占2號為抗源,先后育成了三蘆占7號、七袋占、綠黃占、清蘆占11、七黃占、矮三蘆占等抗病品種，1994－2002年累計推廣面積105.79萬公頃，創(chuàng)社會效益達(dá)7.14億元。以本成果為基礎(chǔ)，廣東農(nóng)科院現(xiàn)已進(jìn)一步開展分子育種，已獲得了一些優(yōu)質(zhì)、抗病、高產(chǎn)的新品系 。據(jù)國際水稻所提供的材料，目前亞洲5個國家和兩個國際研究機構(gòu)亦在利用本研究的材料和結(jié)果進(jìn)行抗病基礎(chǔ)研究和分子育種。此外，國際水稻所與美國的大學(xué)合作，以三黃占2號作為模式植物開展植物防衛(wèi)機制的研究。 本研究發(fā)表論文20篇，在國內(nèi)一級學(xué)報以上核心刊物發(fā)表論文10篇。研究成果經(jīng)國內(nèi)外專家評定及查新結(jié)果認(rèn)為，成果在整體水平上達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
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