论文部分内容阅读
病虫害一直是影响水稻高产、稳产的重要因素之一，其中稻瘟病、白叶枯病、纹枯病、褐飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟等是水稻的主要病虫害，危害面积及造成产量损失均排前列。据全国农业技术推广服务中心(NATESC)统计信息显示，2010年和2011年全国水稻重大病虫害累计发生总面积分别达到8857万hm2次和9523万hm2次。这些病虫害的发生害严重影响稻米产量、品质及其商业价值。众多的研究证明，选育抗病虫品种是最经济、最有效的方法。本研究通过杂交及回交，并结合分子标记辅助选择(MAS)和基因聚合技术，将白叶枯病抗性基因Xa7、Xa21、Xa23以及抗螟虫基因cry1C*渗入到水稻恢复系先恢207中;将稻瘟病抗性基因Pi9、白叶枯病抗性基因Xa23、褐飞虱抗性基因Bph14及Bph15、螟虫抗性基因cry1C*分别渗入到水稻恢复系R1005中，培育新的抗病虫恢复系。将选育的新株系与不育系配制杂交组合，并进行抗性鉴定、主要农艺性状、产量和稻米品质的比较试验与分析，获得以下研究成果：
⑴获得了携带Xa7、Xa23、Xa7+Xa21、Xa7+Xa23基因的先恢207背景改良株系各2个、携带Xa21基因的改良株系1个。接种7个白叶枯病菌进行抗性鉴定表明:携带Xa7基因的株系和杂交组合抗PXO61、GD1358、ZHE173、YN24、FuJ等5个菌株，携带Xa21基因的株系和杂交组合抗PXO61、PXO99、GD1358、ZHE173、YN24、FuJ等6个菌株，携带Xa7+Xa21基因的株系和杂交组合对7个菌株均表现中抗、抗病或高抗，携带Xa23基因和携带Xa7+Xa23基因的4个株系和杂交组合对7个菌株均表现抗病或高抗。初步筛选出2个携带Xa7基因的组合金23A/CY10012-2及金23A/1436、1个携带Xa7+Xa21基因的组合金23A/CY10004-7，分别抗5个、6个和7个白叶枯病菌株，且产量、稻米品质和生育期均与金优207相似。
⑵获得了1个携带Xa21+cry1C*基因、2个携带Xa7+Xa21+cry1C*基因、5个携带Xa7+Xa23+cry1C*基因的先恢207背景改良株系。8个株系及其配制的杂交组合对7个菌株的抗性均有明显提高，其中携带多基因的株系及杂交组合，抗性和抗谱优于单基因株系及杂交组合。杂交组合的CRY1C*蛋白表达量低而稳定，全生育期不防治的栽培条件下，不受螟虫的危害。初步筛选出1个携带Xa21+cry1C*基因的组合金3A/CY10034-8（千粒重高于金优207）、2个携带Xa7+Xa21+cry1C*基因的组合金23A/CY10038-1、金23A/CY10039-1，单株产量比金优207明显提高，稻米品质和主要农艺性状基本与金优207相似。
⑶获得了61份分别携带Pi9、Xa23、Bph14+Bph15、cry1C*基因的R1005背景改良株系。携带Pi9基因株系CY11705-38和CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质基本与R1005相似，在恩施和远安进行稻瘟病抗性鉴定表明2个株系的稻瘟病抗性明显提高;配制的组合Q2A/CY11705-38、Q2A/CY11707-6、川农1A/CY11705-38、川农1A/CY11707-6的主要农艺性状、产量、稻米品质分别与对照Q2A/R1005、川农1A/R1005相似，稻瘟病抗性也明显提高。其中携带Xa23基因株系CY11701-4及组合Q2A/CY11701-4、川农1A/CY11701-4对接种的7个菌株(PXO61、PXO99、GD1358、ZHE173、HeN11、YN24和FuJ)均表现高抗水平。经主要农艺性状、产量及主要稻米品质指标分析，CY11701-4与R1005没有显著差异，Q2A/CY11701-4与对照Q2A/R1005、川农1A/CY11701-4与川农1A/R1005的主要农艺性状没有显著差异，但产量显著提高。3个携带Bph14+Bph15基因纯合株系(CY11711-14、CY11712-5、CY11714-100)的苗期接虫鉴定和成株期田间自然诱发鉴定，3个株系对褐飞虱表现高抗水平。对育成的3个株系与3个不育系配制杂交组合进行苗期褐飞虱抗性鉴定，结果显示Bph14、Bph15基因在杂合状态下抗性不如纯合状态，表现不抗褐飞虱。表明恢复系具有抗性，而不育系不抗杂交组合，不能明显提高其配制出杂交组合的褐飞虱抗性。