三系杂交水稻中,细胞质雄性不育系宜香1A作为骨干亲本被广泛应用,已配制杂交稻组合60余个,这些宜香系列水稻品种在田间表现出对稻瘟病和稻曲病较强的抗性,推广面积上亿亩,其保持系宜香1B(Y1B)作了重大贡献。宜香1B具株叶形态好和米质优等特点被广泛应用于保持系改良及优质组合的配制中,但其抗病机制却尚无报道。为此,本研究利用稻瘟病抗谱鉴定、抗病基因表达谱分析和转基因等技术手段,进行了抗病基因的鉴定及功能验证,以明确宜香1B所含的稻瘟病抗病基因。在对稻曲病抗病机制研究中,我们利用宜香系列水稻品种田间自然鉴定的结果和对宜香1B进行人工接种的方法,分析亲本对杂交稻组合稻曲病发病情况的影响,同时探明宜香1B对稻曲病菌的抗病机制。主要结果如下:对宜香1B进行稻瘟病抗性鉴定,结果发现其表现出稻瘟病抗性,且能显著诱导水稻抗病相关基因OsPR10b、OsPAD4、OsPAL、OsNAC4和Os4g10010的上调表达。利用西南稻区20个稻瘟病菌株对13个单基因系、宜香1B和LTH进行抗谱鉴定,结果表明宜香1B抗病频率为65%,推测其中可能含有某个有别于单基因系的抗病基因。通过抗病基因表达谱分析发现,宜香1B可能含有Pid2、Pid3、Pia、Pi2、Pib和Pi36稻瘟病抗病候选基因。因此,我们从宜香1B中扩增这些抗病候选基因,经序列比对发现,宜香1B中Pid2Y1B与Pid2有两个核苷酸差异AT-TC,导致H666R,该位点有别于抗感差异位点I441M;Pid3_Y1B、Pia(Os11gRGA4_Y1B;Os11gRGA5_Y1B)、Pi5(Pi5-1_Y1B;Pi5-2_Y1B)和Pi36_Y1B与已克隆的抗病基因氨基酸序列差异较大;Pib_Y1B与Pib完全一致,说明Y1B中可能含有Pib和Pid2_Y1B抗病候选基因。为进一步验证Pid2_Y1B的功能,通过对该蛋白时空表达模式分析和亚细胞定位,发现苗期叶片中Pid2_Y1B的表达量最高,该蛋白在细胞膜上表达。利用Pid2_Y1B构建的干涉和过表达载体并获得转基因阳性株系,经稻瘟病接菌鉴定,发现在干涉株系中,Pid2基因的表达量与对照相比明显降低,病斑面积变大,说明干涉Pid2Y1B的转基因植株对稻瘟病菌的敏感性增强;同时过表达株系中Pid2_Y1B基因表达量增加,病斑面积明显减小,表现出对稻瘟病菌抗性增强,进一步说明Pid2_Y1B是宜香1B的功能基因。在对稻曲病抗病机理的研究中,我们通过两年田间鉴定,发现宜香系列大部分水稻品种对稻曲病表现出较强的抗性,对稻曲病病情指数方差分析,结果表明品种对稻曲病抗性差异显著,而年度间差异极显著。为进一步了解亲本对杂交F1代稻曲病抗性的影响,对以宜香1A、冈46A、II-32A为母本,宜恢1577、蜀恢527和绵恢725为父本所组配的9个杂交稻组合进行病情指数的方差分析,结果表明母本之间差异显著,父母本互作对稻曲病抗性差异极显著。我们在对稻曲病病情指数配合力效应研究中发现,母本的基因型方差(31.92)所占的比重极显著超过父本(1.76),表明母本对杂种F1代稻曲病抗性的形成有至关重要的影响,而宜香1A一般配合力最低,是抗稻曲病较好的亲本,也进一步说明宜香系列水稻品种抗稻曲病的原因。宜香1B因生育期短、着粒密度低、粒长等特点,在田间表现抗稻曲病,而人工接种不同的稻曲菌株发现,抗病材料在不同菌株选择压力下也能致病,且菌株间致病力存在较大的差异,说明抗性是相对的。致病性菌株和非致病性菌株与宜香1B互作过程中,均能在短期内诱导防御相关基因的表达,且非致病性菌株诱导水稻防御相关基因OsPR10b、OsPR10b、OsPAD4和OsDR10的表达量明显高于致病性菌株,说明稻曲菌侵染能诱导宜香1B的基础抗性。为进一步明确稻曲菌侵染途径,我们利用带GFP标记的稻曲病致病性菌株接种宜香1B小穗,发现稻曲菌孢子在颖壳表面萌发,并向颖尖生长;随后菌丝进入小穗内部,深入药隔间隙;菌丝逐渐包裹花药和花丝,影响花粉发育;菌丝逐渐向基部延伸包裹雌蕊和子房,但并不侵入子房;在接菌12天后,小穗内部可见菌丝块形成;30天左右形成稻曲球。