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我国大部分地区以水稻作为主要粮食作物,水稻产量与国民的生活息息相关,但水稻的生长常受到稻瘟病的影响,且稻瘟病一旦爆发很难得以控制,加之稻瘟病菌极易变异这一特性,常出现所选育的抗稻瘟病水稻品种经多年种植后丧失抗性,所以抗稻瘟病品种选育是水稻研究中急需解决的难题。目前许多研究致力于通过水稻抗稻瘟病基因辅助选择鉴定对稻瘟病抗性,即通过检测分析抗性基因的有无及组成人工培育抗性较高、抗谱较广的抗稻瘟病品种,但很少对抗稻瘟病基因在受稻瘟病菌浸染后是否表达或表达不足这方面进行研究。本研究以江苏省水稻品种主要出现的且已被克隆的10个抗稻瘟病基因为实验对象,通过PCR扩增技术和实时荧光定量PCR技术分别检测鉴定抗稻瘟病基因的组成和表达水平,并结合水稻对稻瘟病抗性的稻瘟病菌接种鉴定结果,对江苏润扬种业股份有限公司所选育的68份高世代水稻育种材料中抗稻瘟病基因的组成、表达与对稻瘟病抗性之间的相关性进行分析。主要研究结果如下:1、高世代水稻材料中抗稻瘟病基因组成鉴定采用PCR扩增技术对68份高世代水稻材料中10个抗稻瘟病基因的组成进行检测,结果显示,在68份水稻材料中有6个抗稻瘟病基因广泛存在于江苏润扬种业股份有限公司所选育的高世代水稻材料中,各抗稻瘟病基因在供试水稻材料中所占比例如下:含有Pi-i基因的占94.1%;含有Pik-h基因的占91.2%;含有Pia基因的占89.7%;含有Pib基因的占72.1%;含有Pita基因的占61.8%;含有的Piz-t基因占61.8%,而含有Pik-p、Pik-m、Pik、Pi1基因的所占比较低,分别为 38.2%、29.4%、25.0%、16.2%。基因组成鉴定结果表明,68份高世代水稻材料中含有5个及以上抗稻瘟病基因的材料数占大多数,所占比为83.8%。其中,含有5个抗稻瘟病基因的占全部供试材料数的23.5%;6个抗稻瘟病基因的占全部供试材料数的26.5%;7个抗稻瘟病基因的占全部供试材料数的23.5%。含有8-10个抗稻瘟病基因的材料数相对较少。2、水稻抗稻瘟病基因的双基因同时检测技术研发为提高抗稻瘟病基因的鉴定效率,降低鉴定成本,本研究选取目的基因片段长度差异较大的抗稻瘟病基因Pik-h与Pik为对象,成功构建了能在同一反应体系中同时检测抗稻瘟病基因Pik-h与Pik的双基因检测技术。Pik-h与Pik双基因同时检测技术为本研究所首次研发。3、高世代水稻材料稻瘟病菌接种后抗性鉴定本研究通过稻瘟病菌孢子液接种法(叶瘟用创伤喷洒法,穗颈瘟用穗颈苞注射法)分别对68份供试水稻材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性进行了鉴定。对叶瘟抗性的鉴定结果显示,68份供试水稻材料中表现为抗叶瘟的有41份,感叶瘟的有27份。其中,表现为高抗的有1份,占全部供试材料的1.47%;抗病的有28份,占41.18%;中抗的有12份,占17.65%;中感的有17份,占25.00%;感病的有5份,占7.35%;高感的有5份,占7.35%。对穗颈瘟抗性的鉴定结果显示,在68份供试水稻中表现为抗穗颈瘟的有17份,感穗颈瘟的有51份。其中,表现为高抗的有5份,占全部供试材料总数的7.35%;抗病的有5份,占7.35%;中抗的有7份,占10.29%;中感的有21份,占30.88%;感病的有16份,占23.53%;高感的有14份占20.59%。比较对叶瘟和穗颈瘟抗性的鉴定结果显示,在68供试水稻材料中抗叶瘟的材料数远高于抗穗颈瘟的材料数。4、高世代水稻材料中抗稻瘟病基因组成和抗性之间相关性分析本研究发现,不论是叶瘟还是穗颈瘟,68份高世代水稻材料中抗稻瘟病材料数所占比例随相应材料中所含抗稻瘟病基因数增加呈直线增高的趋势。这表明,水稻材料对稻瘟病的抗性随着材料中所含抗稻瘟病基因数量的增多而增强。通过68份高世代水稻材料中10种抗病基因的鉴定及对叶瘟和穗颈瘟抗性相关性分析显示:抗稻瘟病基因Pita、Pia、Pik-h、Pi-i与叶瘟及穗颈瘟的抗性均呈显著(P<0.05)的正相关。这4个基因对叶瘟抗性的相关系数分别为0.522、0.364、0.420、0.322。对穗颈瘟抗性的相关系数分别为:0.410、0.398、0.449、0.428。其余6个基因Pib、Pik、Pikm-、Pik-p、Pi1、Piz-t和叶瘟以及穗颈瘟的抗性相关性不显著。5、高世代水稻材料中抗稻瘟病基因表达与抗性之间的相关性分析本研究通过实时荧光定量PCR技术检测并比较了抗、感叶瘟和穗颈瘟材料中的抗稻瘟病基因表达水平对稻瘟病菌接种处理后的应答差异。结果发现,不论是叶片还是穗颈节在受到稻瘟病菌接种处理后,抗叶瘟和穗颈瘟材料中抗稻瘟病基因Pia、Pib、Pi-i、Pik-h、Piz-t和Pik-p的表达水平显著上调,而在感叶瘟和穗颈瘟材料中抗稻瘟病基因的表达水平要么没有明显差异,甚至多数基因出现表达量大幅下调。这一结果表明,抗稻瘟病基因表达水平显著上调与水稻对稻瘟病的抗性呈现正相关,即抗稻瘟病材料能通过使一些抗稻瘟病基因的上调表达来主动应答稻瘟病菌侵染。因此,基于抗稻瘟病基因表达水平的分子鉴定,也是评价水稻材料对稻瘟病抗性的重要方面。