科研产出
抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]开展抗稻瘟病水稻恢复系的分子标记辅助选育及抗性鉴定,为育成持久、广谱抗病优质杂交水稻新品种提供优异的遗传资源和技术参考.[方法]利用分子标记辅助选择和回交育种技术,将持久、广谱的抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm导入恢复系桂R1703,获得了单基因、双基因和三基因导入系,并对其进行稻瘟病鉴定和农艺性状调查,分析不同抗稻瘟病基因间的抗性效应及抗性基因导入对受体亲本农艺性状的影响.[结果]通过对杂交后代和回交群体的Pi1、Pi2和Pigm基因相关分子标记检测,发现抗稻瘟病基因Pi1、Pi2和Pigm已成功导入到桂R1703中,筛选获得7个携带有抗稻瘟病基因且抗性和农艺性状综合表现优良的导入株系,表现出较强的稻瘟病抗性.单基因导入系中,抗稻瘟病基因的抗性效应排序为为Pigm>Pi2>Pi1;双基因和三基因导入系的稻瘟病抗性均强于单基因导入系,尤其以三基因导入系抗性最强,不同基因聚合的抗性效应排序为Pi1+Pi2+Pigm>Pi2+Pigm>Pi1+Pigm>Pi1+Pi2.7个瘟病抗性基因导入株系与桂R1703在穗长和千粒重方面无显著差异(P>0.05,下同),有2个瘟病抗性基因导入系的株高显著高于桂R1703(P<0.05,下同);有1个瘟病抗性基因导入系的单株有效穗显著高于桂R1703;有3个瘟病抗性基因导入系的单穗总粒数显著高于桂R1703;有5个瘟病抗性基因导入系结实率显著低于桂R1703;有2个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著低于桂R1703;有4个瘟病抗性基因导入系的单株产量显著高于桂R1703.[结论]通过分子标记辅助选育可有效聚合多基因(Pi1、Pi2和Pigm基因),使恢复系桂R1703的稻瘟病抗性得到明显提升,获得一系列抗稻瘟病且与亲本其他性状相近的遗传材料,可作为亲本材料用于选育抗病优质的杂交稻.
关键词： 水稻 恢复系 稻瘟病 抗性基因 分子标记辅助育种 抗性评价
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优质多抗恢复系桂恢581的选育与应用及优良等位基因鉴定
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】选育优质多抗恢复系桂恢581，并对优良等位基因进行鉴定，为利用异源四倍体小粒野生稻优良基因培育优质多抗水稻新品种提供参考。【方法】以IR24为母本，小粒野生稻为父本进行回交、自交，结合分子标记辅助选择及田间稻瘟病和稻飞虱抗性鉴定，从小粒野生稻渗入系中选育优良恢复系，再与华浙2A、丰田A、天丰A和龙丰A等不育系测交配组测定桂恢581的恢复能力。利用五引物扩增受阻突变体系（PARMS）技术检测桂恢581、华浙2A和华浙优581携带的主要病虫害抗性基因和稻米品质基因。【结果】获得371份小粒野生稻渗入系，从中筛选出农艺性状基本整齐一致的材料R981，经加代提纯选育出强优恢复系桂恢581,2018年获植物新品种权（品种权号：CNA20171712.4）。桂恢581的稻飞虱的抗性水平为3.7级，稻瘟病抗性综合指数为5.0，该恢复系所配组合表现株叶型好、结实率高、杂种优势强，其中华浙2A/桂恢581杂交组合因表现适应性强、生育期适中、长势繁茂、后期熟色好、产量高、米质优、抗性强而入选参试品种。2019-2020年华浙优581参加广西桂南稻作区感光晚籼组区域试验和生产试验，2022年6月通过广西农作物品种审定委员会审定（审定编号：桂审稻2022149号）。PARMS检测发现，桂恢581携带稻瘟病抗性基因Pi5、Pi54、Pib和Pia，稻米品质优良等位基因GS2、GS3、GS5、GL7、GW5和Chalk5；华浙2A携带稻瘟病抗性基因Pita、Pi54、Pib和Pi46，白叶枯病抗性基因Xa7，稻飞虱抗性基因Bph15，稻米品质基因GS2、GS3、GS5、GL7、GW5、fgr、ALK和Chalk5。【结论】利用小粒野生稻资源成功培育出桂恢581，其丰产性好，适应性广，抗逆性强，携带稻飞虱抗性新基因，可作为优质多抗的恢复系应用于杂交水稻育种中。华浙优581的成功选育不仅丰富了水稻品种的类型，也对我国野生稻资源的开发利用具有借鉴价值。
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利用CRISPR-Cas9技术编辑OsBADH2基因改良优质恢复系桂恢852的香味品质
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】利用CRISPR-Cas9技术编辑桂恢852的甜菜碱醛脱氢酶基因（OsBADH2），以期快速改良广西优质恢复系桂恢852的香味品质，为广西香稻新种质的创制提供亲本资源及技术参考。【方法】以广西优质非香型水稻桂恢852为材料，对其OsBADH2蛋白的序列特征、保守结构域、保守基序、系统发育进化等进行分析，再根据CRISPR-GE网站信息挑选合适的靶位点，分别构建OsBADH2基因第1、2外显子的双突载体pLM62和第7外显子的单突载体pLM63。利用CRISPR-Cas9技术和水稻遗传转化技术靶向敲除桂恢852的OsBADH2基因，获取不同类型的osbadh2突变体。以桂恢852为对照，通过咀嚼法鉴定突变体osbadh2是否具有香味。最后，通过农艺性状测定和单因素方差分析，判断OsBADH2基因突变是否影响农艺性状。【结果】OsBADH2基因序列全长为6268 bp，包含15个外显子和14个内含子，其编码区（CDS）为1512 bp，编码503个氨基酸残基，具有1个典型的Aldedh结构域（第16～485位氨基酸），属于醛脱氢酶，其蛋白序列与结构相对保守。通过OsBADH2氨基酸序列的BLAST比对分析，分别获得水稻的3个高相似性蛋白和拟南芥的4个高相似性蛋白，其中水稻OsBADH1、OsBADH2、OsALDH2B2、OsALDH2C1及拟南芥BADH1、BADH2、AL2C4均属于ALDH-SF(Aldehydedehydrogenasesuperfamily)超家族成员。OsBADH2与OsBADH1为旁系同源基因，与拟南芥中BADH1和BADH2为直系同源基因。在桂恢852的遗传背景下成功获得4种突变类型且不含T-DNA的纯合突变体株系（osbadh2-1～osbadh2-4）。这4种突变类型均会使OsBADH2基因发生移码突变，导致翻译过程提前终止，破坏OsBADH2蛋白的原有结构和功能，导致4个osbadh2突变体株系的稻米产生香气。4个osbadh2突变体株系的株高、有效穗数、穗长、结实率、千粒重、长宽比与桂恢852野生型间无显著差异（P>0.05），但osbadh2-2突变体与osbadh2-4突变体的结实率存在极显著差异（P<0.01）。【结论】桂恢852的4个osbadh2突变体株系均具有香味品质，且综合农艺性状与野生型无显著差异，表明利用CRISPR-Cas9基因编辑技术能快速定向改变水稻品种的目标性状，极大缩短了育种年限。
关键词： 水稻 恢复系 香味 OsBADH2 CRISPR-Cas9
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利用CRISPR/Cas9技术改良三系杂交稻恢复系外观品质
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过CRISPR/Cas9技术同时编辑多个粒型基因,获得粒长增加、粒宽降低的理想粒型,快速提高三系杂交稻恢复系的外观品质,为三系杂交稻提供优良亲本材料.[方法]利用CRISPR/Cas9技术在恢复系桂恢582(GH582)中同时敲除粒型基因GS3、GW8和TGW3,在T2 代选择突变位点纯合无标记基因且符合预期目标的单株鉴定为新恢复系,并对新恢复系进行主要农艺性状及透明度、垩白度、垩白粒率等米质相关性状分析.[结果]对恢复系GH582多个不同粒型突变单株的3个突变基因位点进行测序分析,获得4 种突变类型:GW8tgw3GS3、GW8TGW3gs3、gw8TGW3gs3和gw8tgw3gs3.结合粒型分析显示gs3和tgw3基因的单独突变均显著增加了籽粒长(P<0.05,下同);籽粒宽的显著下降主要来自gw8基因突变;三者同时突变(gw8tgw3gs3)使得籽粒长增加的叠加效应明显.选择3基因位点突变体(gw8tgw3gs3)鉴定为新恢复系GH582E.农艺性状分析结果显示,GH582E相较GH582,籽粒长由8.62 mm增加至10.21 mm,增加18.4%;籽粒宽度由2.82 mm下降至2.45 mm,下降13.1%,其他农艺性状无显著变化(P>0.05).米质分析结果显示,由于GH582E米粒长增加,米粒宽降低,使得透明度升高,垩白粒率和垩白度极显著下降(P<0.01),外观品质得到提升.[结论]通过CRISPR/Cas9技术改良粒型可快速提升水稻恢复系的外观品质,促进现有资源的有效利用,提高杂交稻亲本的育种效率.
关键词： 粒型 CRISPR/Cas9 恢复系 外观品质
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利用MAS技术培育水稻多抗、优质强恢复系桂恢663
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】培育新的兼抗稻瘟病、白叶枯病和细菌性条斑病,且米质较优的水稻强恢复系,为选育抗病、高产、优质的杂交稻组合提供良好的亲本材料。【方法】以抗稻瘟病品种合丰占为母本,与抗白叶枯病品系粤泰占杂交,通过分子标记辅助选择(MAS),获得多个抗病基因聚合的优良单株,再经过多代自交选育,并进行田间抗性及米质鉴定、农艺性状考察及恢复力测试。【结果】培育出聚合了抗稻瘟病基因Pi-ta、Pib、Pi54和抗白叶枯病兼抗细条病基因xa5的多抗、优质强恢复系桂恢663。桂恢663对白叶枯Ⅳ型菌和强毒Ⅴ型菌表现为抗,对广西细条病优势菌株JZ-8表现为抗,对14个稻瘟病菌株,有12个达到1级抗性。桂恢663除直链淀粉含量偏低外,其余6个主要米质指标均达到国标2级标准,其与丰田1A所配抗病、高产、优质组合丰田优663通过广西品种审定。桂恢663和丰田优663谷粒具有香味。【结论】桂恢663兼抗稻瘟病、白叶枯病和细条病,且恢复力强、米质较优具有香味,是组配抗病、高产、优质杂交组合的优良亲本,同时为水稻提供重要遗传基础材料。
关键词： 水稻 抗病性 米质 恢复系 分子标记辅助选择(MAS)
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利用普通野生稻褐飞虱抗性改良水稻恢复系的研究
《植物遗传资源学报 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：褐飞虱是我国水稻主要害虫之一,挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗稻飞虱的水稻品种是目前防治褐飞虱最科学、安全的一种措施。本研究利用具有高抗褐飞虱显性基因的抗源材料HS204作为抗源供体,以恢复系明恢65、582、MR等作为轮回亲本,通过回交,苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择,成功地将高抗褐飞虱基因转育到轮回亲本中,获得45份抗性纯合株系,同时其配合力、米质等其他农艺性状也得到了相应改善。
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华南籼型杂交稻常用恢复系遗传差异分析
《华北农学报 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：利用分布于水稻12条染色体上已筛选的24个微卫星标记,对华南地区常用的30份杂交稻恢复系进行遗传差异分析。所有引物检测到的等位基因是70个,平均每对引物可检测到2.5个等位基因;有效等位基因数介于1.069～4.000之间,平均为2.051;多态信息含量(PIC)变动范围为0.064～0.750,平均为0.456。聚类分析表明,30个水稻恢复系间遗传相似系数在0.58～0.97之间,有4份材料桂55、9518、测315和5058与其他材料间的遗传差异较大,可在强优势组合的培育中加以利用。
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聚合回交法选育抗褐飞虱水稻恢复系
《南方农业学报 》 2011 CSCD
摘要：【目的】挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗褐飞虱水稻恢复系。【方法】利用高抗褐飞虱的抗源材料HS204作抗源供体,以恢复系明恢65作轮回亲本,通过回交,进行苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择。【结果】抗褐飞虱材料HS204的抗性基因为显性。经聚合回交选育,抗褐飞虱显性基因被成功转育到轮回亲本中,从11个回交组合后代中选择获得4份配合力高、高抗褐飞虱纯合恢复系,其中M204-8-2-3-6-5、M204-8-8-14-9-9均来源于M204-8株系,其新配的7个组合抗性都在3级以上,并具有较强的恢复力。【结论】采用聚合回交法,通过抗性筛选,用抗性纯合的株系与轮回亲本回交,可加快选育目标性状纯合株系。
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