4个稻瘟病抗性基因在粳稻材料中的分布及利用
在我国正式被记载的水稻病害已经有70多种，有较大危害的是20种，稻瘟病，白叶枯病和纹枯病是被公认的水稻的三大病害，其发生面积大，流行性强，而且危害严重。稻瘟病是作为发病率最高的一类病害，在江苏地区大面积的发生，我们要解决水稻稻瘟病的问题就是要不断挖掘和利用抗性基因，目前已知晓报道的基因有Pi-ta,Pib,Pi54和Pb1，本课题是通过收集的材料17年迟熟中粳稻预备材料，17年中熟中粳稻品比材料，17年迟熟中粳稻品比材料，以及17年早熟晚粳稻品比材料，利用分子标记手段对团队收集的材料进行鉴定，通过检测这些材料中抗病基因的携带情况以及所展现出的多样性，对材料中携带的抗病基因进行分析，为抗水稻稻瘟病育种工作奠定良好的基础。关键字 水稻,稻瘟病,抗性基因,分子标记
目 录
1 引言 1
1.1 水稻稻瘟病的简介 1
1.2 关于抗性基因 1
1.3 分子标记及其辅助育种的应用进展 2
1.4 研究的目的和意义 3
2 材料与方法 3
2.1 实验材料 3
2.2 实验仪器 3
2.3 使用的试剂 3
2.4 实验方法 3
3 结果与分析 5
3.1 17年迟熟中粳预备材料的基因检测 5
3.2 17年中熟中粳品比材料的基因检测 11
3.3 17年迟熟中粳品比材料的基因检测 13
3.4 17年早熟晚粳品比材料的基因检测 18
3.5 关于Pib基因的分布 20
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
水稻作为我国重要的粮食产量作物之一，包含着多种病害，其中水稻稻瘟病是目前国内外最严重的。全世界每一年因稻瘟病造成的产量损失达 11% ～ 30% ，直接经济损失约 50 亿美元[1]，严重的时候可能会造成大幅度的减产，颗粒无收。江苏是主要的产水稻的省份，而粳稻面积占所有水稻面积的85%。近年来，水稻稻瘟病发生趋势逐渐增加，任何一个季节，任何一个年份都可能发生。
1.1 水稻稻瘟病的简介
稻瘟病， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
又称稻热病，火烧瘟，叩头瘟。主要是由子囊菌引起的真菌性病害，其发病过程较为复杂，它包括稻瘟病菌分生孢子的形成和萌发、附着胞的形成、侵染钉分化，和侵染性菌丝扩展等过程[2]。我们通过它的感染的部位不同，可以分为：节瘟，苗瘟，叶瘟，穗颈瘟等一些其他的。苗瘟中：种子在发芽后的不久才发生，一般都在3叶期之前，而芽和芽翘会出现水渍斑点；叶瘟中：发生在3叶期之后的通常病斑有几种类型：如慢性型，急性型，普通型，白点型，褐典型；节瘟中：在抽穗期的发生时，由于其营养中的水分的频繁缺乏，干扰了了开花结实；穗颈瘟中：发生在它的颈部，病斑呈现暗褐色抽穗后期发病较轻，影响了米质。
关于稻瘟病的防治，我们通过了解，可以使用化学方法和种植抗性品种来控制它的病害，使用化学防治的方法不仅会增加了成本，而且这种方式长期使用农药会造成土壤环境的下降，这不利于农业生产的可持续发展，因此选育和利用抗病品种是解决水稻稻瘟病最为有效的方法。
1.2 关于抗性基因
发觉抗源和判定抗性基因是培育抗病品种的基础和前提。基因的分离和进行分子标记辅助选择育种也很重要。在过去的几十年里，人们根据其所含结构域特征将稻瘟病抗性基因分为两大类:NBSLRR族和非NBSLR族。稻瘟病抗性基因大多属于NBSLR一族，如Pita,Pib等抗病基因。水稻对稻瘟病的抗性分为质量抗性和数量抗性（部分抗性）。质量抗性也叫完全抗性，是寄主表现出对病原菌的不亲和的缘故，其主效基因遭遇到遏制，当植物受到病原菌侵染之后，病原菌的生长和繁殖完全被植物抑制。而数量抗性也叫部分抗性，表现为寄Pb1主要是集中在苗瘟，叶瘟上。Pib是首个在水稻中被克隆的稻痕病抗性基因，它位于第二染色体上[4]，以 PCR 技术为基础的分子标记技术[5]，如简单序列重复分子标记( simple sequence repeat，SSR) 。由于 SSR 其重复性略高，品种间的多态性很丰富，可靠性高，快速且简便，对 DNA 的质量要求不是很高等诸多优点，已被广泛应用到基因定等相关性的领域。稻瘟病抗性基因Pita位于水稻第染色体的着丝粒附近，编码细胞质膜受体蛋白。鉴定稻瘟病抗性的方法很多最常用的是喷雾接种法和注射接种法，除此之外根据一些特殊的研究目的和需要发展了离体叶鞘接种法、针刺接种法等，从而更好的开始工作[6]。
1.3 分子标记及其辅助育种的应用进展
1.3.1分子标记
抗性基因的分子标记定位是稻瘟病抗性的分子标记辅助育种和抗性基因的重要前提[7]。以分子标记作为代表的分子育种的技术已经成为了育种发展的很重要方向。按技术特性，分子标记可以分为三大类。第一类是以分子杂交为基础的DNA 的标记技术，此技术主要有限制性的片段长度多态性标记；第二类是以聚合酶链式反应为基础的各种DNA指纹技术。PCR是首个创在建模板DNA、引物以及4种脱氧核糖核苷酸存在的条件下，主要是依赖于DNA聚合酶得意外酶促反应，合成特异DNA片段的一种方法。PCR的反应过程是变性，退火，延伸和循环这4个过程。第三类是一些简单的新型的分子标记，例如单核苷酸多态性，由于在基因组核苷酸水平的变异引起的DNA序列多态性，包括了但碱基的转换、颠换以及插入缺失等。然而还有一些标记也应用于分子标记辅助育种的标记：RFLP、RAPD、SSR、AFLP、STS等。
1.3.2分子辅助育种在抗稻瘟病上的应用
分子标记技术是利用与目的基因紧密连锁的标记对其直接选择，简单易行，选择结果可靠，且不受时间和环境限制，是最具前景的抗病育种辅助技术[8]。分子标记辅助选择在基因聚合方面发挥着重要的作用。目前,抗稻瘟病基因聚合已经进行了许多工作,并取得一定成果[912]。近几年，随着生物分子学的不断发展，越来越多的稻瘟病抗性基因被进行定位，利用目标性状紧密连锁的分子标记进行辅助选择是提高育种效率的有效途径[1314]。分子辅助标记选择（简称MAS）是通过分析与目的基因紧密连锁的分子标记的基因型来进行选择性育种, 目的基因的选择不受其他基因效应和环境的影响，在分离世代就可以确定基因型，这样既减少了选择的盲目性，又缩短了育种年限，同时分子标记辅助可以实现多个基因的累加，培育出多抗和广谱的种质和品种[15]。目前，经过鉴定后，已经有许多与稻瘟病抗性紧密相连的分子标记，这些标记被成功地应用于抗性基因的鉴定与选择，因此，MAS已经成功的应用为抗稻瘟病基因的聚合品种[16]。
目 录
1 引言 1
1.1 水稻稻瘟病的简介 1
1.2 关于抗性基因 1
1.3 分子标记及其辅助育种的应用进展 2
1.4 研究的目的和意义 3
2 材料与方法 3
2.1 实验材料 3
2.2 实验仪器 3
2.3 使用的试剂 3
2.4 实验方法 3
3 结果与分析 5
3.1 17年迟熟中粳预备材料的基因检测 5
3.2 17年中熟中粳品比材料的基因检测 11
3.3 17年迟熟中粳品比材料的基因检测 13
3.4 17年早熟晚粳品比材料的基因检测 18
3.5 关于Pib基因的分布 20
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
水稻作为我国重要的粮食产量作物之一，包含着多种病害，其中水稻稻瘟病是目前国内外最严重的。全世界每一年因稻瘟病造成的产量损失达 11% ～ 30% ，直接经济损失约 50 亿美元[1]，严重的时候可能会造成大幅度的减产，颗粒无收。江苏是主要的产水稻的省份，而粳稻面积占所有水稻面积的85%。近年来，水稻稻瘟病发生趋势逐渐增加，任何一个季节，任何一个年份都可能发生。
1.1 水稻稻瘟病的简介
稻瘟病， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
又称稻热病，火烧瘟，叩头瘟。主要是由子囊菌引起的真菌性病害，其发病过程较为复杂，它包括稻瘟病菌分生孢子的形成和萌发、附着胞的形成、侵染钉分化，和侵染性菌丝扩展等过程[2]。我们通过它的感染的部位不同，可以分为：节瘟，苗瘟，叶瘟，穗颈瘟等一些其他的。苗瘟中：种子在发芽后的不久才发生，一般都在3叶期之前，而芽和芽翘会出现水渍斑点；叶瘟中：发生在3叶期之后的通常病斑有几种类型：如慢性型，急性型，普通型，白点型，褐典型；节瘟中：在抽穗期的发生时，由于其营养中的水分的频繁缺乏，干扰了了开花结实；穗颈瘟中：发生在它的颈部，病斑呈现暗褐色抽穗后期发病较轻，影响了米质。
关于稻瘟病的防治，我们通过了解，可以使用化学方法和种植抗性品种来控制它的病害，使用化学防治的方法不仅会增加了成本，而且这种方式长期使用农药会造成土壤环境的下降，这不利于农业生产的可持续发展，因此选育和利用抗病品种是解决水稻稻瘟病最为有效的方法。
1.2 关于抗性基因
发觉抗源和判定抗性基因是培育抗病品种的基础和前提。基因的分离和进行分子标记辅助选择育种也很重要。在过去的几十年里，人们根据其所含结构域特征将稻瘟病抗性基因分为两大类:NBSLRR族和非NBSLR族。稻瘟病抗性基因大多属于NBSLR一族，如Pita,Pib等抗病基因。水稻对稻瘟病的抗性分为质量抗性和数量抗性（部分抗性）。质量抗性也叫完全抗性，是寄主表现出对病原菌的不亲和的缘故，其主效基因遭遇到遏制，当植物受到病原菌侵染之后，病原菌的生长和繁殖完全被植物抑制。而数量抗性也叫部分抗性，表现为寄Pb1主要是集中在苗瘟，叶瘟上。Pib是首个在水稻中被克隆的稻痕病抗性基因，它位于第二染色体上[4]，以 PCR 技术为基础的分子标记技术[5]，如简单序列重复分子标记( simple sequence repeat，SSR) 。由于 SSR 其重复性略高，品种间的多态性很丰富，可靠性高，快速且简便，对 DNA 的质量要求不是很高等诸多优点，已被广泛应用到基因定等相关性的领域。稻瘟病抗性基因Pita位于水稻第染色体的着丝粒附近，编码细胞质膜受体蛋白。鉴定稻瘟病抗性的方法很多最常用的是喷雾接种法和注射接种法，除此之外根据一些特殊的研究目的和需要发展了离体叶鞘接种法、针刺接种法等，从而更好的开始工作[6]。
1.3 分子标记及其辅助育种的应用进展
1.3.1分子标记
抗性基因的分子标记定位是稻瘟病抗性的分子标记辅助育种和抗性基因的重要前提[7]。以分子标记作为代表的分子育种的技术已经成为了育种发展的很重要方向。按技术特性，分子标记可以分为三大类。第一类是以分子杂交为基础的DNA 的标记技术，此技术主要有限制性的片段长度多态性标记；第二类是以聚合酶链式反应为基础的各种DNA指纹技术。PCR是首个创在建模板DNA、引物以及4种脱氧核糖核苷酸存在的条件下，主要是依赖于DNA聚合酶得意外酶促反应，合成特异DNA片段的一种方法。PCR的反应过程是变性，退火，延伸和循环这4个过程。第三类是一些简单的新型的分子标记，例如单核苷酸多态性，由于在基因组核苷酸水平的变异引起的DNA序列多态性，包括了但碱基的转换、颠换以及插入缺失等。然而还有一些标记也应用于分子标记辅助育种的标记：RFLP、RAPD、SSR、AFLP、STS等。
1.3.2分子辅助育种在抗稻瘟病上的应用
分子标记技术是利用与目的基因紧密连锁的标记对其直接选择，简单易行，选择结果可靠，且不受时间和环境限制，是最具前景的抗病育种辅助技术[8]。分子标记辅助选择在基因聚合方面发挥着重要的作用。目前,抗稻瘟病基因聚合已经进行了许多工作,并取得一定成果[912]。近几年，随着生物分子学的不断发展，越来越多的稻瘟病抗性基因被进行定位，利用目标性状紧密连锁的分子标记进行辅助选择是提高育种效率的有效途径[1314]。分子辅助标记选择（简称MAS）是通过分析与目的基因紧密连锁的分子标记的基因型来进行选择性育种, 目的基因的选择不受其他基因效应和环境的影响，在分离世代就可以确定基因型，这样既减少了选择的盲目性，又缩短了育种年限，同时分子标记辅助可以实现多个基因的累加，培育出多抗和广谱的种质和品种[15]。目前，经过鉴定后，已经有许多与稻瘟病抗性紧密相连的分子标记，这些标记被成功地应用于抗性基因的鉴定与选择，因此，MAS已经成功的应用为抗稻瘟病基因的聚合品种[16]。
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