分子标记辅助选择改良水稻恢复系R389及其杂交种稻瘟病抗性

doi:10.7668/hbnxb.2018.02.016

华北农学报 ›› 2018, Vol. 33 ›› Issue (2): 112-118. doi: 10.7668/hbnxb.2018.02.016

所属专题： 水稻；

分子标记辅助选择改良水稻恢复系R389及其杂交种稻瘟病抗性

李永聪¹, 黄俊¹, 廖花¹, 陈海龙¹, 杨丰宇¹, 赖怡帆¹, 张旭辉¹, 刘金灵^1,2,3,4, 王国梁^1,2,3,4, 刘雄伦^1,2,3,4

1. 湖南农业大学农学院, 湖南长沙 410128;
2. 作物基因工程湖南省重点实验室, 湖南长沙 410128;
3. 水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室, 湖南长沙 410128;
4. 南方粮油作物协同创新中心, 湖南长沙 410128

收稿日期:2018-01-12 出版日期:2018-04-28
通讯作者: 刘雄伦(1968-),男,湖南新化人,教授,博士,博士生导师,主要从事水稻抗性基因工程与分子育种研究。
作者简介:李永聪(1986-),男,四川宜宾人,在读硕士,主要从事水稻抗性基因工程与分子育种研究。
基金资助:
国家转基因重大专项（2016ZX08001-002）；国家重点研发计划（2016YFD0101103-2）；湖南省科技重大专项（2015NK1001-2）

Improving Blast Resistance of Rice Restorer 389 and Its Hybrid Through Molecular Marker-assisted Selection

LI Yongcong¹, HUANG Jun¹, LIAO Hua¹, CHEN Hailong¹, YANG Fengyu¹, LAI Yifan¹, ZHANG Xuhui¹, LIU Jinling^1,2,3,4, WANG Guoliang^1,2,3,4, LIU Xionglun^1,2,3,4

1. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. Crop Gene Engineering Key Laboratory of Hunan Province, Changsha 410128, China;
3. Hunan Provincial Key Laboratory of Rice and Rapeseed Breeding for Disease Resistance, Changsha 410128, China;
4. Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China, Changsha 410128, China

Received:2018-01-12 Published:2018-04-28

摘要/Abstract

摘要： 为了定向改良籼稻恢复系R389及其配制的杂交种的稻瘟病抗性，利用广谱持久抗稻瘟病基因Pi9设计特异性功能分子标记Ins1-1，用于开展分子标记辅助选择连续回交育种。室内接种抗菌圃分析结果表明，Pi9基因供体亲本75-1-127对20份供试稻瘟病菌中的18个小种表现出高水平抗性，而受体亲本R389对其中11个小种表现出抗性，双亲间抗性表现与抗菌谱差异明显，抗性频率分别为90.0%，55.0%；供体亲本75-1-127在自然稻瘟病病圃的苗瘟和穗瘟抗性表现均为高抗，R389的苗瘟和穗瘟抗性表现均为高感。Ins1-1是一个基于PCR的显性DNA标记，在两亲本间表现出明显且稳定的多态性；在Pi9供体亲本75-1-127和改良获得的R389群体及其配制的杂交种基因组中均扩增出一条大小为513 bp的稳定条带，而在受体亲本R389及两优389基因组中均无扩增产物；Ins1-1标记基因型对稻瘟病抗性表型的辅助选择效率达100%。从26个含Pi9纯合等位基因的BC₆F₃株系中筛选出一个高抗苗瘟和穗瘟、田间性状与受体亲本R389接近的改良恢复系R389-Pi9，并用它与温敏不育系P88s配制出高抗稻瘟病的两系杂交种两优389-Pi9；田间小区栽培试验结果表明，改良恢复系及其所配置的杂交种的全生育期、株高、结实率、千粒质量等主要农艺性状与相应对照相比均无显著差异，表现为遗传背景基本一致，实现了定向改良恢复系R389及其杂交种稻瘟病抗性的目标。

关键词: 水稻, 稻瘟病抗性改良, Pi9基因, 分子标记辅助选择

Abstract: To directionally improve blast resistance of the indica rice restorer R389 and its hybrid,a functional DNA marker Ins1-1 was developed according to the broad-spectrum and durable blast resistance gene Pi9, and molecular marker-assisted selection(MAS) consecutive backcross breeding were implemented. Resistance responses and resistance spectra to twenty tested M.oryzae isolates were quite different between the Pi9 gene donor 75-1-127 conferring resistance to eighteen isolates and the receptor R389 which showed resistance to only eleven isolates,and the resistance frequencies were 90.0% and 55.0%,respectively in the greenhouse inoculation assay. Accordingly,75-1-127 showed high-level blast resistance during seedling stage and panicle developing stage but R389 was highly susceptible in field nursery. Ins1-1 was a PCR-based dominant DNA marker,showed obvious and stable polymorphism between two parents,by amplifying a 513 bp band from the genome of donor 75-1-127,the pure line of R389-Pi9 and its hybrid,but no product from that of the receptor R389 and its hybrid. Selection efficiency by Ins1-1 genotype for blast resistance phenotype reached 100%. An improved restorer line R389-Pi9 was bred from the twenty-six BC₆F₃ family lines,which showed similar field characteristics but much better blast resistance comparing to R389,and its two-line hybrid Liangyou 389-Pi9(P88s/R389-Pi9) was created which showed high level seedling and panicle blast resistance in field nursery. Field cultivation assay showed that the improved pure line R389-Pi9 and its hybrid Liangyou 389-Pi9 showed no significant difference to corresponding contrasts in main agronomic traits such as growth period,plant height,seed setting rate and 1000-grain weight,implying similar genetic background and improved blast resistance were achieved.

Key words: Rice, Blast resistance improvement, The Pi9 gene, Molecular marker-assisted selection

中图分类号:

李永聪, 黄俊, 廖花, 陈海龙, 杨丰宇, 赖怡帆, 张旭辉, 刘金灵, 王国梁, 刘雄伦. 分子标记辅助选择改良水稻恢复系R389及其杂交种稻瘟病抗性[J]. 华北农学报, 2018, 33(2): 112-118. doi: 10.7668/hbnxb.2018.02.016.

LI Yongcong, HUANG Jun, LIAO Hua, CHEN Hailong, YANG Fengyu, LAI Yifan, ZHANG Xuhui, LIU Jinling, WANG Guoliang, LIU Xionglun. Improving Blast Resistance of Rice Restorer 389 and Its Hybrid Through Molecular Marker-assisted Selection[J]. ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA, 2018, 33(2): 112-118. doi: 10.7668/hbnxb.2018.02.016.

http://www.hbnxb.net/CN/Y2018/V33/I2/112

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