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分子标记辅助选择技术在水稻抗病育种中的应用

作　者: 陈志伟
导　师: 吴为人；李维明
学　校: 福建农林大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 分子标记辅助选择 水稻 抗病育种
分类号: S511
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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引　用: 5次
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内容摘要


为了促进标记辅助选择技术在水稻育种中的应用，对利用分子标记进行水稻抗病性遗传改良的有关问题进行了研究：1)在筛选与抗病基因紧密连锁的分子标记的基础上，通过分子辅助回交育种方法，把抗病基因导入到优良的杂交稻亲本中，并对分子标记辅助选择的效果作了评价；2)对在系谱法育种过程中，利用标记辅助回交方法，选育抗病新品种的可行性进行了探讨；3)利用近等基因系对初步定位的细条病抗性QTL进行了验证。主要结果如下： 1、利用已公布的水稻基因组信息，获得了1个与抗稻瘟病基因Pi-1紧密连锁的SSR标记(MRG4766)，它与Pi-1的遗传距离仅1.3cM；获得了3个与抗稻瘟病基因Pi-2(Pi-9)紧密连锁的SSR标记SRM22、SRM24和SRM91，它们与Pi-2(Pi-9)的遗传距离分别为0.73、0.08和1.09cM。 2、利用SSR标记RM224对Pi-1选择的准确率在90％以上；而用MRG4766对Pi-1选择的准确率高达98.0％。若同时用RM224和MRG4766对Pi-1进行选择，则准确率可达100％。用SRM24对Pi-2选择的准确率为97.9％—100％；同时利用SRM22和SRM91对Pi-9进行选择的准确率则达到100％。 3、以LAC23、5173和75-1-127为Pi-1、Pi-2和Pi-9的供体亲本，通过标记辅助回交育种，分别将这些抗稻瘟病基因导入到一些优良的三系和两系杂交稻的遗传背景中。获得了8个导入Pi一I的珍汕97B近等基因系，其遗传背景恢复率为93.1%一97.5%;获得10个导入尸1-2的珍汕97B近等基因系，其遗传背景恢复率为93.0%一98.3%。此外，还获得了一批以金山B一1和金山S一1为受体亲本，分别导入这3个抗病基因的BCIFI和BCZFI代个体。4、证明在系谱法选育保持系的同时，利用标记辅助回交进行抗病性改良是可行的，能加快抗病不育系选育的速度。获得了6个导入抗白叶枯病基因XaZI的优质保持系JsBg的近等基因系，其遗传背景恢复率为92.7%一97.0%，平均为94.8%。5、通过传统回交方法育成了抗性与供体亲本Acc8558相近的H359近等基因系H359R。图示基因型分析表明，该近等基因系携有3个来自抗性供体亲本的包含主要抗性QTL的染色体区段，证实了先前对细条病抗性QTL初步定位的可靠性;同时显示，只要聚合4一5个以上主要QTL的抗病等位基因，即能培育出高抗细条病的品种。

全文目录


中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
前言  12-14
第一章 文献综述  14-36
  1 水稻生产与水稻病害  14-16
    1.1 水稻生产  14
    1.2 水稻病害  14-16
      1.2.1 稻瘟病  14-15
      1.2.2 白叶枯病  15-16
      1.2.3 细菌性条斑病  16
  2 水稻抗病性的遗传  16-25
    2.1 稻瘟病抗性的遗传  17-19
      2.1.1 稻瘟病抗性遗传分析  17-18
      2.1.2 稻瘟病抗性基因分子标记定位  18-19
    2.2 白叶枯病抗性的遗传  19-20
      2.2.1 白叶枯病抗性的遗传分析  19
      2.2.2 白叶枯病抗性的分子标记定位  19-20
    2.3 细菌性条斑病抗性的遗传  20-25
      2.3.1 细菌性条斑病抗性的遗传分析  20-21
      2.3.2 细菌性条斑病抗性QTL的分子标记定位  21-25
  3 标记辅助选择  25-36
    3.1 分子遗传标记  25-33
      3.1.1 基于DNA-DNA杂交为基础的分子标记  25-26
      3.1.2 基于PCR技术的DNA分子标记  26-29
        3.1.2.1 随机引物的PCR标记  27-28
        3.1.2.2 特异引物的PCR标记  28-29
      3.1.3 基于限制性酶切的PCR的DNA分子标记  29-30
      3.1.4 基于单个核苷酸多态性的DNA分子标记  30-33
    3.2 标记辅助选择的原理  33-34
    3.3 标记辅助选择技术在水稻抗病育种中的应用  34-36
      3.3.1 单位抗病基因转移  34-35
      3.3.2 基因聚合  35
      3.3.3 图示基因型选择  35-36
第二章 稻瘟病抗性连锁标记的筛选  36-47
  1 材料与方法  36-38
    1.1 供试材料和目标基因  36-37
    1.2 目标基因连锁标记的筛选方法  37-38
      1.2.1 根据目标基因附近的SSR序列设计引物  37
      1.2.2 在水稻物理图谱上直接查找已公布的SSR标记  37-38
    1.3 SSR分析  38
  2 结果与分析  38-45
    2.1 抗稻瘟病基因Pi-1的连锁标记  38-40
      2.1.1 在亲本间扩增出多态性产物的SSR引物的获得  38-39
      2.1.2 SSR标记在物理图谱和遗传图谱上的位置  39-40
    2.2 抗稻瘟病基因Pi-2、Pi-9的连锁标记  40-45
      2.2.1 Pi-2的SSR标记  40-41
      2.2.2 Pi-9的SSR标记  41-42
      2.2.3 Pi-2(Pi-9)基因区域的物理图谱和遗传图谱  42-45
  3 讨论  45-47
    3.1 关于获得SSR标记的方法  45
    3.2 本研究获得的SSR标记的利用价值  45-46
    3.3 关于SSR标记及目标基因在水稻遗传图谱和物理图谱上的位置  46-47
第三章 标记辅助回交改良已有品种的稻瘟病抗性  47-63
  1 材料与方法  48-51
    1.1 供试材料和目标基因  48
    1.2 技术路线  48-49
    1.3 SSR分析  49
    1.4 抗性鉴定和选择效果评估  49-51
      1.4.1 室内苗期接种鉴定  49-50
      1.4.2 自然病圃诱发鉴定  50-51
  2 结果与分析  51-60
    2.1 Pi-1基因的回交转育及其选择效果评价  51-56
      2.1.1 Pi-1基因的回交转育  51-54
      2.1.2 Pi-1基因的MAS选择效果评价  54-56
    2.2 Pi-2基因的回交转育及其选择效果评价  56-59
      2.2.1 Pi-2基因的回交转育  56-58
      2.2.2 Pi-2基因的MAS选择效果评价  58-59
    2.3 Pi-9基因的回交转育及其选择效果评价  59-60
      2.3.1 Pi-9基因的回交转育  59-60
      2.3.2 Pi-9基因的MAS选择效果评价  60
  3 讨论  60-63
    3.1 本研究改良的杂交稻亲本的应用前景  60-61
    3.2 关于利用MAS和回交改良水稻稻瘟病抗性  61-63
第四章 利用系谱育种与标记辅助回交相结合选育抗白叶枯病保持系  63-73
  1 材料与方法  63-65
    1.1 植物材料  63-64
    1.2 菌株培养与抗病鉴定  64
    1.3 回交转育抗白叶枯病保持系的技术路线  64-65
    1.4 抗性基因的分子标记检测  65
    1.5 利用SSR标记进行图示基因型分析  65
  2 结果与分析  65-69
    2.1 pTA248在IRBB21与受体亲本间的多态性  65-66
    2.2 抗白叶枯病优质保持系的选育过程  66-67
    2.3 新育成株系(保持系)的鉴定  67-69
      2.3.1 抗病性鉴定  67-68
      2.3.2 图示基因型分析  68-69
  3 讨论  69-73
    3.1 关于pTA248对Xa21选择的准确性  69-70
    3.2 关于抗白叶枯病基因的利用  70-71
    3.3 关于抗病育种的技术路线  71-72
    3.4 展望  72-73
第五章 水稻细条病抗性QTL的验证  73-89
  1 材料与方法  73-75
    1.1 植物材料  73
    1.2 供试菌株和抗性鉴定  73
    1.3 近等基因系的选育  73-74
    1.4 近等基因系的鉴定  74-75
      1.4.1 近等基因系的抗性和农艺性状比较  74
      1.4.2 图示基因型分析  74-75
    1.5 抗性QTL的分子标记验证  75
  2 结果与分析  75-85
    2.1 育成的抗病近等基因系  75-79
      2.1.1 株叶形态及其抗性表现  75-76
      2.1.2 近等基因系所包含的渗入片段  76-79
    2.2 渗入区段与抗性QTL的比较  79-85
      2.2.1 qBlsr3d  79-81
      2.2.2 qBlsr5a  81-82
      2.2.3 qBlsr5b  82-85
  3 讨论  85-89
    3.1 关于QTL检验和精细定位  85-87
    3.2 关于水稻细条病抗性遗传改良  87-89
参考文献  89-105
附录1 DNA提取(SDS小量提取法)  105-106
附录2 聚丙烯酰胺凝胶电泳程序  106-108
附录3 银染程序  108-109
附录4 携Pi-1的珍汕97B近等基因系背景选择中所用的引物  109-110
附录5 携Pi-2的珍汕97B近等基因系背景选择中所用的引物  110
附录6 胁本培养基配方  110-111
附录7 pTA248的PCR反应体系及扩增程序  111-112
附录8 携Xa21抗白叶枯病JSB_9背景选择的SSR标记  112-113
致谢  113

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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