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作物杂志,2022, 第5期: 22–26 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.05.003

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

香味基因和稻瘟病抗性基因在空育131中的聚合改良

李瑞琪1(), 毕浩然2(), 姜恭好2(), 段海燕1()   

  1. 1黑龙江大学现代农业与生态环境学院,150080,黑龙江哈尔滨
    2黑龙江大学生命科学学院,150080,黑龙江哈尔滨
  • 收稿日期:2021-06-20 修回日期:2021-11-09 出版日期:2022-10-15 发布日期:2022-10-19
  • 通讯作者: 姜恭好，研究方向为作物遗传育种，E-mail：jianggonghao@sina.com; 段海燕为共同通信作者，研究方向为作物遗传育种，E-mail：1144983024@qq.com
  • 作者简介:李瑞琪,研究方向为作物遗传育种,E-mail： lirqi07@sina.com;|毕浩然为共同第一作者,研究方向为作物遗传育种,E-mail： 2421657586@qq.com
  • 基金资助:
    黑龙江大学与企业合作横向项目(20043分析);黑龙江大学与华中农业大学合作横向项目(19037田间)

Convergence Improvement of Aroma Genes and Rice Blast Resistance Genes in Kongyu 131

Li Ruiqi1(), Bi Haoran2(), Jiang Gonghao2(), Duan Haiyan1()   

  1. 1College of Modern Agriculture and Ecological Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
    2College of Life Sciences, Heilongjiang University, Harbin 150080, Heilongjiang, China
  • Received:2021-06-20 Revised:2021-11-09 Online:2022-10-15 Published:2022-10-19

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PDF (PC)

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摘要：

空育131本身携带Pik和Pia 2个稻瘟病抗性基因,但目前该品种在黑龙江省的生产上表现为对稻瘟病的抗性差、抗谱窄,且稻米品质不具有香味,需要定向改良。运用基因聚合与传统杂交相结合的方法将香味基因Osbadh2（fgr）和稻瘟病抗性基因Pi1、Pi2、Pi9聚合于空育131中,以实现对空育131香味特征和稻瘟病抗性的遗传改良。最终,得到了3种双基因聚合的组合Pi1+fgr、Pi2+fgr和Pi9+fgr,后代植株对稻瘟病均有较强抗性,稻米具有香味品质,为进一步改良空育131品种奠定了基础。

关键词: 空育131, 香味基因, 稻瘟病抗性基因, 聚合育种

Abstract:

Despite having Pik and Pia rice blast resistance genes, Kongyu 131 nonetheless lost its blast resistance in production under the current rice farming practises in Heilongjiang province. There is also an urgent need for focused improvement because the existing elite variety lacks scent, one of its advantageous traits. Genetic enhancement is therefore necessary to strengthen blast resistance and introduce the fragrance gene. In order to obtain the outcomes of genetic improvement of aroma characteristics and rice blast resistance in Kongyu 131, we now reported the introduction of fragrance gene Osbadh2 (fgr) and blast resistance genes, Pi1, Pi2, and Pi9, into Kongyu 131. We have obtained three kinds of two-gene combinations (Pi1+fgr, Pi2+fgr and Pi9+fgr) showing strong resistance to rice blast, together with rice aroma quality providing foundation for Kongyu 131 further improvement.

Key words: Kongyu 131, Fragrance gene, Blast resistant gene, Pyramiding breeding

表1

双基因聚合F2代筛选结果

聚合基因
Pyramided
gene		 引物
Primer		 样品数量
Number
of samples		 单基因纯合单株数
Number of monogenic
homozygosity plants		 双基因纯合单株数
Number of double gene
homozygosity plants
Pi1+fgr BadF4-R4/RM27322 200 31(Pi1) 6
Pi2+fgr BadF4-R4/L11 200 27(fgr) 7
Pi9+fgr BadF4-R4/L7 200 27(Pi9) 8

图1

双基因聚合F2代PCR鉴定结果 (a) Pi1和fgr在KY（Pi1+fgr）中的扩增结果;(b) Pi2和fgr在KY（Pi2+fgr）中的扩增结果;(c) Pi9和fgr在KY（Pi9+fgr）中的扩增结果。D为稻花香

表2

双基因聚合植株F3代香味品质鉴定

基因组合
Gene
combination		 改良系空育131所占的比例
Proportion of improved
Kongyu 131 (%)		 香味程度
Degree
of scent
Pi1+fgr 0 无香
20 微弱的香味
40 较香
60 香
80 浓香
100 浓香
Pi2+fgr 0 无香
20 微弱的香味
40 较香
60 香
80 浓香
100 浓香
Pi9+fgr 0 无香
20 微弱的香味
40 较香
60 香
80 浓香
100 浓香

表3

双基因聚合植株F3代稻瘟病抗性鉴定

抗性等级
Resistance grade		 基因组合Gene combination
Pi1+fgr Pi2+fgr Pi9+fgr CK（KY131）
稻瘟病Rice blast 3 3 4 6

图2

双基因聚合单株基因芯片分析结果 红色区域、蓝色区域和透明区域分别为KY（Pi1+fgr）、KY（Pi2+fgr）、KY（Pi9+fgr）与KY131存在的纯合差异位点、杂合差异位点和遗传背景相同的位点

表4

双基因聚合植株F3代农艺性状调查

基因组合
Gene combination		 分蘖数
Number
of tillers		 穗长
Ear length
(cm)		 单穗粒数
Number of grains
per panicle		 单株粒重
Grain weight
per plant (g)		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 结实率
Seed-setting
rate (%)
KY131（CK） 28.50±6.26 14.78±1.12 87.30±10.42 45.07±8.36 25.55±1.56 90.90±1.31
KY（Pi1+fgr） 31.70±3.37 14.97±0.41 91.40±9.40 45.71±6.66 24.65±0.71 90.12±1.52
KY（Pi1+fgr） 30.10±3.63 14.98±0.39 93.10±10.37 42.04±6.11 24.60±0.84 90.29±1.49
KY（Pi2+fgr） 28.80±2.97 15.17±0.41 90.20±10.12 42.78±4.74 24.72±1.00 90.62±2.22
KY（Pi2+fgr） 28.70±2.91 15.11±0.47 88.80±10.41 42.31±4.76 25.03±0.97 91.04±2.42
KY（Pi9+fgr） 31.10±4.70 15.19±0.62 90.10±11.69 46.52±8.65 24.41±0.90 90.65±2.35
KY（Pi9+fgr） 31.70±5.50 14.99±0.60 91.00±11.76 43.88±7.94 24.06±0.90 90.94±2.36

图3

双基因聚合植株F3代农艺性状

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