水稻抗瘟单基因系在四川盆地的抗性监测与抗瘟基因有效性评估

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Leon_prog
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水稻是我国最重要的粮食作物之一。稻瘟病是由稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的危害水稻最严重的病害之一,一般减产20%~30%,严重时甚至绝收。研究发现,由于稻瘟菌致病力变异迅速,单一抗性品种长时间大面积种植会导致抗性丧失,进而导致稻瘟病流行。所以,本研究通过对24个水稻抗瘟单基因系抗性鉴定,明确24个抗瘟基因在四川盆地的抗性水平及其利用价值,为抗瘟基因合理利用与品种布局提供参考。现研究结果如下:1、初步完成覆盖四川盆地稻瘟菌种群的收集从不同年份收集的稻瘟病样分离保存稻瘟菌单孢菌株,其中2018年785株,2019年282株,2020年254株,2021年665株。截止至2021年底,分离保存稻瘟菌单孢菌株总计1986株。2、明确了抗瘟单基因系田间抗性持有Piz5、Pi9、Pita2、Pi20、Pikm、Pikh、Pizt、Pi1的抗瘟单基因系IRBLz5-CA、IRBL9-W、IRBLta2-Pi、IRBL20-IR24、IRBLkm-Ts、IRBLkh-K3、IRBLzt-T、IRBL1-C在盆地大多数地区保持较强抗性。其中Piz5、Pi9应用价值最高,除Piz5在天台山、Pi9在资中失去有效性外,在其余地区的均具有有效性;Pita2、Pi20、Pikm、Pikh在垫江、大竹、万州、绵竹、安州、江油等地均具有有效性,Pizt、Pi1在大竹、营山、万州、绵竹、安州、江油、垫江等地均具有有效性,这类抗瘟基因应用价值较大,可在这些地区推广使用。持有Pii、Pi7(t)、Pik、Pib、Pi12(t)、Pia、Pish、Pi19(t)、Piks、Pit的单基因系IRBLi-F5、IRBL7-M、IRBLk-Ka、IRBLb-B、IRBL12-M、IRBLa-A、IRBLsh-B、IRBL19-M、IRBLks-F5、IRBLt-K59只在少数地区表现为抗性。其中Piks、Pit的有效性最低,除了绵竹地区外均表现为感病;Pib、Pi12(t)、Pia、Pish、Pi19(t)在资中、垫江、大竹、万州、安州等地均已失去有效性,持有这类抗瘟基因的水稻品种不宜在这些地区推广种植;Pii、Pi7(t)、Pik在资中、邻水、大竹、万州、天台山均等地失去有效性,应用价值不大。3、明确了抗瘟单基因系的抗谱持有Pikh、Piz、Pi20、Pi9、Piz5的单基因系IRBLkh-K3、IRBLz-Fu、IRBL20-IR24、IRBL9-W、IRBLz5-CA在四川盆地的抗性频率大于70%,抗谱较宽。其中Pikh的应用价值最高,在大竹、营山、资中、青神、三台、犍为、雅安、垫江等地均具有有效性;其次Piz在大竹、营山、资中、垫江具有有效性,Pi20在营山、青神、三台、垫江具有有效性,Pi9在营山、资中、三台具有有效性,Piz5在营山、资中、青神,犍为具有有效性,这些抗瘟基因可在各自稻区具有较高的有效性,可种植或作抗源使用。持有Pita、Pish、Pia、Pi11、Pi19(t)、Pib、Pit、Pi12(t)的单基因系IRBLta-K1、IRBLsh-B、IRBLa-A、IRBL11-Zh、IRBL19-M、IRBLb-B、IRBLt-K59、IRBL12-M在四川盆地的抗性频率小于30%,抗谱窄,在整个盆地中应用价值不高。抗性频率50%~70%之间的抗瘟基因,只是具备一定程度的有效性,如大竹:Pi9、Pizt、Pi7(t)、Pi20、Pi5、Pi1、Pii、Pita2、Piz5,营山:Pikp、Pik、Pita、Pish,资中:Pi5、Pi20、Pi1、Pii、Pi3、Piks,在各自区域具有一定应用价值,这类抗瘟基因在使用时应特别谨慎,不能单一大面积种植,否则将会导致稻瘟病大面积发生。而抗性频率在30%~50%的抗瘟基因,只是在个别地区具有有效性,具备区域限制性的应用价值,如Pi1、Pii、Pi11、Pi3在营山的抗性频率分别为47.62%、36.47%、36.36%、32.14%,但在营山病圃中均表现为抗性。此外,IRBLkm-Ts(Pikm)虽然在整个四川盆地的抗谱较宽,为68.99%,但其中MR/(MR+R)%在达到较高的25.25%,在资中抗谱明显变窄,为41.38%;而且RBLkm-Ts(Pikm)连续三年的抗谱在DZ=100.00%、68.57%、22.22%,YS=76.92%、42.86%、84.78%,ZZ=45.83%、17.39%、81.82%年度抗感差异都很大,所以预测在四川盆地现有的较强抗瘟基因里,Pikm未来几年最可能失去抗性。
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