水稻是最重要的粮食作物之一,但是近年来水稻的产量由于受到种质资源、生物及非生物胁迫的影响一直没有较大突破。这些产量限制因子中,稻瘟病的危害极大,每年给水稻产量带来了极大损失,据统计每年有近30%的水稻产量由于稻瘟病的爆发而遭受损失。实践表明,防治稻瘟病最经济有效的方法是利用已发现的具有广谱抗性的抗病基因培育高抗稻瘟病的优质高产新品种。但是由于稻瘟病菌菌群结构复杂,病原菌变异丰富,含有单一抗病基因的抗性品种常常在大面积种植几年后就变为感病品种。为了克服这个困难,需要不断挖掘新的抗病基因,并通过分子标记辅助选择等方法将多个抗病基因聚合到同一个水稻品种中,以培育具有广谱、持久抗性的水稻新品种。本研究以鉴定新的抗稻瘟病基因及开发检测广谱抗稻瘟病基因Pike特异性分子标记为目的,通过研究取得了如下结果:1.本研究以西非热带粳稻品系Ly9505为抗原材料,与杂交稻育种骨干亲本鄂金B、R287分别杂交构建了 4个作图群体,通过分离群体分析法和隐性群体分析法从Ly9505中鉴定出了一个抗稻瘟病基因,并把它命名为Pie6(t),该基因位于水稻第12号染色体着丝粒附近。最初通过隐性群体法,该基因被定位在分子标记RM1261和ID6131之间共计约9Mb的区域内,通过扩大作图群体和隐性群体分析法,最终将该基因的定位区间缩小至2.76Mb的范围内。该基因连锁分子标记的开发为该基因在抗病育种中的应用提供了检测工具。2.水稻广谱抗稻瘟病基因Pike的抗病性由2个紧密连锁的NBS-LRR基因(Pike-1和Pike-2)共同起作用。本研究通过序列比较,发现在Pike-1中存在着一个特异性的SNP G1328C/T,对326份材料进行筛选验证了 1328-G确实是Pike-1所特有的。依据该SNP位点及NBS区测序结果,本研究开发了 3个特异性检测Pike的共显性分子标记,这些分子标记能够特异性检测Pike,并能从众多育种品系中筛查含有Pike的抗原材料,在抗病育种中,这些分子标记能够有效检测抗病基因Pike的存在状态(纯合或者杂合)。这些分子标记的开发,为Pi e在抗病育种中的应用提供了准确、高效的检测工具。3.为了解Pike位点的遗传进化,本研究随机选取了 48份杂交稻骨干亲本,并对Pike-1编码NBS结构域的部分核苷酸序列进行测序,通过Tajima’s D检测发现,该基因在进化过程中经历了平衡选择。构建系统进化树发现,Pike-1在自然演化中存在着3个进化分支,这3个进化分支分别被命名为Clade1、Clade2和Clade3。对比核苷酸序列发现不同进化分支间序列相似度仅为73%～78%,而聚合在同一进化分支内的等位基因序列相似度达到了 98%以上。由于目前己经克隆的7个等位基因(Pik、Pike、Pikh、Pikp、Piks、Pi1)全部位于Clade 1中,本研究对来源于Clade 1中的22份水稻材料Pike-1等位基因基因组序列进行了测序,并对Pike-1进行了遗传变异分析,发现正选择位点主要集中在CC区与NBS区交界处,且在Pike-1的LRR区核苷酸序列相对保守。