水稻是世界上最重要的粮食作物之一，世界上超过半数的人口以大米为主食。由子囊真菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是一种世界性的水稻病害。由于其危害面积和危害程度日趋严重，已成为水稻高产稳产的严重障碍。全球每年因稻瘟病造成的产量损失达11-30％，损失的粮食足以养活6，000万人口。实践证明，在稻瘟病防治措施中，利用抗病基因培育抗病品种是最经济、安全且有效的措施。但是，由于稻瘟病菌小种的遗传复杂性及易变性，大多数抗病品种推广种植3-5年后，抗性就会减弱或丧失。因此，研究者需要不断地从水稻种质资源，特别是野生稻资源和地方品种中，发掘、鉴定优异的广谱抗性基因或抗性QTL，将这些广谱抗性基因导入到水稻品种中，或通过基因累加手段实现多个部分抗性基因或QTL的聚合，使抗病品种具有更广谱持久的抗性。本研究在实验室前期工作基础上，对已经鉴定的位于水稻第11染色体长臂末端的广谱抗稻瘟病基因Pi-hk1进行精细定位和候选基因预测，并利用关联分析方法对籼稻地方品种的稻瘟病抗性与SSR标记进行了关联分析。主要结果如下:　　 1.稻瘟病抗性基因Pi-hk1的精细定位　　 利用一个来自黑壳子粳和苏御糯的重组自交系RIL72与轮回亲本苏御糯回交，构建了包含目的基因Pi-hk1的BC1F3隐性纯合感病个体组成的作图群体，利用SSR分子标记进行连锁分析，将Pi-hk1定位到水稻第11染色体长臂RM27248与RM27318两个标记之间，Pi-hk1与这两个标记之间的遗传距离分别为0.11和0.16cM。进一步在RM27248与RM27318之间筛选更多具有多态性的SSR分子标记，并开发ILP和InDel标记，同时扩大作图群体，对目的基因进行了精细定位。最终将抗病基因Pi-hk1定位于P3586和ILP3两个标记之间，遗传距离约为0.031 cM的区域内，与分子标记P4098、RM7654和P4099共分离。利用Pi-hk1紧密连锁的标记P3586、RM7654和ILP3，通过PCR的方法在黑壳子粳BAC文库中筛选阳性克隆，共获得3个阳性单克隆(No.66P14、No.242和No.91C13)。利用鸟枪测序法（上海美吉生物）对这三个阳性克隆进行测序，经过序列比对和拼接后，构建了覆盖目标区段的BAC克隆重叠群。结果显示，距Pi-hk1最近的两个侧冀标记P3586与ILP3分别被锚定于No.66P14和No.91C13克隆上，两者之间的物理距离约为107kb。　　 2.稻瘟病抗性基因Pi-hk1的候选基因预测与分析　　 利用三种生物信息软件GENSCAN(http:∥genes.mit.edu)， FGENSH(http:∥linux1.softberry.com/)和RiceGAAS(http:∥rgp.dna.affrc.go.jp)对Pi-hk1基因所在区域进行基因结构和功能预测，发现在该区域内共存在16个可能的基因。生物信息学分析表明其中三个基因编码功能未知蛋白（P3，P8和P9），一个编码转座子蛋白（P14）。随后对剩下的12个候选基因在黑壳子粳和苏御糯中进行了测序比对，结果表明编码富含半胱氨酸受体类蛋白激酶（P1），具有AP2结构域的转录因子（P5），核苷酸结合蛋白(P6)，β-糖苷酶（P10），两个果胶裂解酶折叠蛋白（P11和P12）6个候选基因在亲本序列没有差异。而分别编码BTB/POZ结构域蛋白（P2），耐镉因子(P4，MYB转录因子(P13)和三个NBS-LRR抗病结构域蛋白(P7，P15和P16)的6个候选基因则在亲本间序列存在差异。为了缩小候选基因范围，本研究用real-timePCR的方法检测了16个候选基因在黑壳子粳中的表达模式。结果表明P1、P2、P11和P14在接种前和接种后均不表达，P4和P8在不同的时间点表达量基本相同，P3、P5、P6、P9、P10受稻瘟病菌轻微诱导，P7、P12、P13、P15和P16则强烈受稻瘟病菌诱导。基于以上分析，本研究将亲本间序列存在差异且表达强烈受稻瘟病菌诱导的P7、 P13、P15和P16初步确定为Pi-hk1的候选基因。目前正在进行4个候选基因的转基因验证。　　 3.籼稻地方品种抗稻瘟病的关联分析　　 利用来自12条染色体的160个SSR标记对276份不同地域来源的籼稻地方品种进行全基因组扫描，分析群体的遗传多样性和群体结构，以构建关联作图群体。结果表明160个SSR位点在276份材料中共检测到689个等位变异，平均每个标记4.31个等位变异，变化范围为2-8个;基因多样性指数平均值为0.49，变化范围为0.08-0.76;全部SSR位点的多态性信息含量(PIC)平均值为0.43，变化范围为0.08-0.72。基于模型的群体结构分析及基于遗传距离的聚类分析都将全体材料划分为7个亚群，表明这个群体具有广泛的遗传变异。　　 基于全基因组扫描的关联分析表明，在考虑群体结构的情况下，与7个稻瘟病生理小种抗性显著关联(P＜0.01)的标记有26个，可解释表型变异的范围为2.68-13.11％，其中19个显著关联位点位于其它研究中定位到的QTL或基因所在区间。剩下的7个位点（RM10777、RM11051、RM16139、RM21177、RM20844、RM25041、RM26070)为本研究新鉴定的位点。可解释稻瘟病抗性变异范围为3.71％-11.1％。