检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2019, 第3期: 172–177 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.03.029

• 植物保护 • 上一篇    下一篇

黑龙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因的分子检测与分析

周弋力1,2,张亚玲1,2,赵宏森1,2,靳学慧1,2   

  1. 1 黑龙江八一农垦大学农学院,163319,黑龙江大庆
    2 黑龙江省植物抗性研究中心,163319,黑龙江大庆
  • 收稿日期:2019-01-21 修回日期:2019-03-31 出版日期:2019-06-15 发布日期:2019-06-12
  • 通讯作者: 靳学慧
  • 作者简介:周弋力,硕士,主要从事植物病理学研究;
  • 基金资助:
    黑龙江八一农垦大学学成、引进人才科研启动计划(XDB-2016-05);黑龙江省自然科学基金(QC2011C046);黑龙江省大学生创新创业训练计划项目(2014001);黑龙江省农垦总局科技攻关项目(HNK125A-08-06);黑龙江省农垦总局科技攻关项目(HNK135-02-02);黑龙江省教育厅项目(12521376)

Molecular Detection and Analysis of Rice Blast Resistance Genes in Main Rice Varieties in Heilongjiang Province

Zhou Yili1,2,Zhang Yaling1,2,Zhao Hongsen1,2,Jin Xuehui1,2   

  1. 1 College of Agronomy, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China
    2 Heilongjiang Plant Resistance Research Center, Daqing 163319, Heilongjiang, China
  • Received:2019-01-21 Revised:2019-03-31 Online:2019-06-15 Published:2019-06-12
  • Contact: Xuehui Jin

RichHTML

7

PDF (PC)

334

摘要：

了解品种本身的抗性基因型对于水稻品种合理布局具有重要意义。为了明确稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pik-m、Pi9、Pii、Pi-d3在黑龙江省水稻品种中的分布情况,选取34份主栽品种,利用这6个抗瘟基因的功能标记,对供试材料进行分子标记检测。结果表明,Pi9的分布频率最高,其次是Pi-ta和Pik-m,Pi-b和Pii抗性基因分布频率较低,Pi-d3的分布频率最低;供试的34份水稻材料中,被检测出最多含有5个抗性基因,而最少只含有1个抗性基因,含有2个抗性基因的品种所占比例最大,龙粳40和龙粳42不含有待检测基因。

关键词: 水稻, 抗性基因, 分子检测, 分布, 稻瘟病

Abstract:

Understanding the resistance genotype of the variety itself is great significant for the rational layout of rice varieties. In order to clarify the distribution of rice blast resistance genes Pi-ta, Pi-b, Pik-m, Pi9, Pii and Pi-d3 in rice varieties in Heilongjiang Province, 34 main varieties were selected, and the functional markers of these 6 anti-blast genes were used to detect the molecular markers. Results showed that the distribution frequency of Pi9 was the highest, followed by Pi-ta and Pik-m, the frequency of Pi-b and Pii resistance genes was lower, and the distribution frequency of Pi-d3 was the lowest. Among the 34 rice materials tested, some varieties contained up to five resistance genes and some contained at least one resistance gene. The species with two resistance genes accounted for the largest proportion. Longjing 40 and Longjing 42 did not contain the gene to be detected.

Key words: Rice, Resistance gene, Molecular detection, Distribution, Rice blast

表1

PCR引物序列、扩增片段大小"

目的基因Target gene 引物名称Primer name 引物序列(5′→3′) Primer sequence (5′→3′) 预期片段大小Expected size (bp) 酶Enzyme
Pi-ta Pi-ta F
Pi-ta R		 AGCAGGTTATAAGCTAGGCC
CTACCAACAAGTTCATCAAA		 1042 -
Pi-ta Npi-ta F
Npi-ta R		 AGCAGGTTATAAGCTAGCTAT
CTACCAACAAGTTCATCAAA		 1042 -
Pi-b Pi-b F
Pi-b R		 GAACAATGCCCAAACTTGAG
GGGTCCACATGTCAGTGAGC		 365 -
Pi-b Npi-b F
Npi-b R		 TCGGTGCCTCGGTAGTCAGT
GGGAAGCGGATCCTAGGTCT		 803 -
Pik-m Pik-m1 F
Pik-m1 R		 TGAGCTCAAGGCAAGAGTTGAGGA
TGTTCCAGCAACTCGATGAG		 174（抗）/213 -
Pik-m Pik-m2 F
Pik-m2 R		 CAGTAGCTGTGTCTCAGAACTATG
AAGGTACCTCTTTTCGGCCAG		 290（抗）/332 -
Pi9 Pi9 F
Pi9 R		 GCTGTGCTCCAAATGAGGAT
GCGATCTCACATCCTTTGCT		 291（抗）/397 -
Pii Pii F
Pii R		 TCCAATGCTTCTGAAAGGTAGC
TGGAAACATGAACCCATATCCT		 355 PvuⅡ
Pi-d3 Pi-d3 F
Pi-d3 R		 TACTACTCATGGAAGCTAGTTCTC
ACGTCACAAATCATTCGCTC		 658 BamHⅠ

图1

Pi-ta、Pi-b基因扩增结果 M,DL2 000;A、B中泳道1-K1（Pi-ta）,C、D中泳道1-BL1（Pi-b）;泳道2-LTH;泳道3~泳道36为选取的34份水稻品种"

图2

Pik-m、Pi9基因扩增结果 M,DL2 000;A、B中泳道1-T suyuake（Pik-m）,C中泳道1-Oryza minuta（Pi9）;泳道2-LTH;泳道3~泳道36为选取的34份水稻品种"

图3

Pii、Pi-d3基因酶切检测结果 M,DL2 000;A中泳道1-Fujisaki 5（Pii）PCR产物,B中泳道1-地谷（Pi-d3）PCR产物;A中泳道2-Fujisaki 5（Pii）酶切产物,B中泳道2-地谷（Pi-d3）酶切产物;泳道3-LTH PCR产物;泳道4-LTH酶切产物;泳道5~泳道38为选取的34份水稻品种"

表2

供试品种抗性基因分子标记检测结果"

编号
Numbering		 品种Variety 抗性基因Resistance gene
Pi-ta Pi-b Pik-m Pi9 Pii Pi-d3
1 龙粳21 Longjing 21 - - + + - -
2 龙粳26 Longjing 26 - - + - - -
3 龙粳29 Longjing 29 + - - + + -
4 龙粳31 Longjing 31 + - + - - -
5 龙粳40 Longjing 40 - - - - - -
6 龙粳42 Longjing 42 - - - - - -
7 龙粳43 Longjing 43 - + - + + -
8 龙粳45 Longjing 45 + - + + - -
9 龙粳46 Longjing 46 - - + + - -
10 龙粳50 Longjing 50 + - - + - -
11 龙粳52 Longjing 52 - - + + + -
12 龙粳53 Longjing 53 + - + + - -
13 松粳3 Songjing 3 + - - + + -
14 松粳15 Songjing 15 - + + + - -
15 松粳20 Songjing 20 + + + + + -
16 绥粳4 Suijing 4 + - - + - -
17 中龙粳1 Zhonglongjing 1 - + + + - -
18 龙洋1号 Longyang 1 + - + - - -
19 龙洋10 Longyang 10 - + - + - -
20 龙洋16 Longyang 16 + + - - + +
21 北稻3 Beidao 3 + - + + + -
22 北稻4 Beidao 4 + + + + - -
23 垦稻12 Kendao 12 - - + - - -
24 垦稻23 Kendao 23 - + - - - -
25 垦稻26 Kendao 26 + - - + - -
26 垦稻30 Kendao 30 + - - - - -
27 垦稻31 Kendao 31 + - + + - -
28 垦稻32 Kendao 32 + - + - - -
编号
Numbering		 品种Variety 抗性基因Resistance gene
Pi-ta Pi-b Pik-m Pi9 Pii Pi-d3
29 龙庆稻3号Longqingdao 3 + - - + - -
30 稻花香2号Daohuaxiang 2 + - - + + -
31 空育131 Kongyu 131 - - + + - -
32 稼禾1号Jiahe 1 + - - + - -
33 三江16 Sanjiang 16 - - - + - -
34 莎莎泥Shashani 16 - - + + - -
LTH - - - - - -
检出频率Detection frequency (%) 55.9 23.5 52.9 70.6 23.5 2.9
[1] 罗曼斯 . 水稻抗稻瘟病候选基因的筛选及功能验证. 南昌:南昌大学, 2017.
[2] 汤智鹏 . 59份水稻种质资源对稻瘟病的抗性及农艺性状评价. 雅安:四川农业大学, 2011.
[3] 李恩宇, 王悦, 陈光辉 . 水稻稻瘟病抗性基因的定位及克隆研究进展. 作物研究, 2014,28(6):754-760.
[4] 蔡金洋 . 分子标记在水稻抗稻瘟病育种中的研究进展. 农业科技通讯, 2018(6):4-5,9.
[5] Bryan G T, Wu K S, Farrall L , et al. tA single amino acid difference distinguishes resistant and susceptible alleles of the rice blast resistance gene Pi-ta. The Plant Cell, 2000,12(11):2033-2045.
doi: 10.1105/tpc.12.11.2033
[6] Wang Z X, Yano M, Yamanouchi U , et al. The Pib gene for blast resistance belongs to the nucleotide binding and leucine-rich repeat class of plant disease resistance genes. The Plant Journal, 1999,19(1):55-64.
doi: 10.1046/j.1365-313X.1999.00498.x
[7] 刘洋, 徐培洲, 张红宇 , 等. 水稻抗稻瘟病Pib基因的分子标记辅助选择与应用. 中国农业科学, 2008,41(1):9-14.
[8] 张羽 . 区域水稻品种的Pi-km基因的分析. 陕西理工学院学报(自然科学版), 2013,29(4):61-65.
[9] Stefano C, Yulin J . Sequence variation at the rice blast resistance gene Pi-km locus:Implications for the development of allele specific markers. Plant Science, 2010,178(6):523-530.
doi: 10.1016/j.plantsci.2010.02.014
[10] Li L Y, Wang L, Jing J X , et al. The Pikm gene,conferring stable resistance to isolates of Magnaporthe oryzae,was finely mapped in a crossover-cold region on rice chromosome 11. Molecular Breeding, 2007,20(2):179-188.
doi: 10.1007/s11032-007-9118-6
[11] Qu S H, Liu G F, Zhou B . et al. The broad-spectrum blast resistance gene Pi9 encodes a nucleotide-binding site-leucine-rich repeat protein and is a member of a multigene family in rice. Genetics, 2006,172(3):1901-1914.
doi: 10.1534/genetics.105.044891
[12] Liu G, Lu G, Zeng L , et al. Two broad-spectrum blast resistance genes,Pi9(t) and Pi2(t),are physically linked on rice chromosome 6. Molecular Genetics and Genomics, 2002,267(4):472-480.
doi: 10.1007/s00438-002-0677-2
[13] 周鹏, 涂诗航, 董瑞霞 , 等. 水稻抗稻瘟病基因分子检测及抗性评价. 福建农业学报, 2016,31(9):962-965.
[14] 朱立宏 . 主要农作物抗病性遗传研究进展. 南京: 江苏科学技术出版社, 1990: 83-93.
[15] 李志 . 9个抗稻瘟病基因自然抗性评价及育种应用研究. 武汉:华中农业大学, 2017.
[16] 兰波, 杨迎青, 陈建 , 等. 江西水稻主栽品种的稻瘟病抗性基因分子标记检测与分析. 分子植物育种, 2019,17(8):2559-2567.
[17] Wang Z, Jia Y, Rutger J N , et al. Rapid survey for presence of a blast resistance gene Pi-ta in rice cultivars using the dominant DNA markers derived from portions of the Pi-ta gene. Plant Breeding, 2010,126(1):36-42.
[18] Robert F, Concetta A C B, Anna M , et al. Development of DNA markers suitable for marker assisted selection of three,genes conferring resistance to multiple,pathotypes. Crop Science, 2004,44(5):1790-1798.
doi: 10.2135/cropsci2004.1790
[19] Ashikawa I, Hayashi N, Yamane H , et al. Two adjacent nucleotide-binding site-leucine-rich repeat class genes are required to confer Pikm-specific rice blast resistance. Genetics, 2008,180(4):2267-2276.
doi: 10.1534/genetics.108.095034
[20] 张羽, 冯志峰, 张晗 , 等. 陕西省水稻种质资源中Pi9基因的分布状况. 四川农业大学学报, 2013,31(2):115-121.
[21] Takagi H, Uemura A, Yaegashi H , et al. MutMap-Gap:whole-genome resequencing of mutant F2 progeny bulk combined with de novo assembly of gap regions identifies the rice blast resistance gene Pii, New Phytologist, 2013,200(1):276-283.
doi: 10.1111/nph.12369
[22] 王亚, 陈献功, 尹海庆 , 等. 河南主要水稻种质资源中抗稻瘟病基因的分子检测. 分子植物育种, 2018,16(10):3203-3212.
[23] 时克, 雷财林, 程治军 , 等. 稻瘟病抗性基因Pita和Pib在我国水稻主栽品种中的分布. 植物遗传资源学报, 2009,10(1):21-26.
[24] 陈峰, 徐建第, 姜明松 , 等. 黄淮区粳稻抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b、Pi54、Pikm的分子检测. 生物技术进展, 2018,8(1):46-54.
[25] 张银霞, 张敏, 田蕾 , 等. 宁夏水稻品种抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的检测分析. 江苏农业科学, 2016,44(9):35-39.
[26] 王军, 杨杰, 杨金欢 , 等. Pi-ta、Pi-b基因在江苏粳稻穗颈瘟抗性育种中的价值分析. 华北农学报, 2012,27(6):141-145.
doi: 10.3969/j.issn.1000-7091.2012.06.028
[27] 于连鹏, 张亚玲, 刘殿宇 , 等. 黑龙江省主栽水稻品种对稻瘟病的抗性评价与利用. 江苏农业科学, 2018,46(9):115-118.
[1] 曹亮,黄炳林,王孟雪,张玉先. 株行距及穴苗数的配置对寒地水稻产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 91–98
[2] 盛家艳,张伟杨,王志琴,杨建昌. 水稻颖花退化机理与调控途径[J]. 作物杂志, 2019, (2): 20–27
[3] 尹晓明,李辰. 不同氮效率水稻品种叶片光合作用及氮利用特征的差异分析[J]. 作物杂志, 2019, (1): 90–96
[4] 吴海兵,刘道红,钟鸣,汪友元. 水分管理和钾肥施用对水稻产量和抗倒伏性的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 127–133
[5] 唐双勤,吴自明,谭雪明,曾勇军,石庆华,潘晓华,曾研华. 直播早籼稻品种芽期耐冷性鉴定研究[J]. 作物杂志, 2019, (1): 159–167
[6] 崔艳妮,詹俊辉,闫鹏起,可文静,宋宁垣,张中南,王留行,黄岩,张静,赵全志. 氮肥不同施用比例对豫南稻区杂交籼稻子粒灌浆特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (6): 103–109
[7] 赵金星,周伟,战英策,历永杰,高洪波,何松榆,张玉先,张明聪. 土壤改良剂对盐化草甸土物理性质及水稻产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (6): 138–143
[8] 王付华,薛华政,王亚,王生轩,王越涛,付景,杨文博,白涛,李俊周,尹海庆. 利用CRISPR/CAS9基因编辑技术创制香型郑稻19新种质[J]. 作物杂志, 2018, (6): 36–42
[9] 姬生栋,栗鹏,李江伟,宋刘敏,刘苗苗,高狂龙,尹海庆. 水稻株系与亲本间灌浆期POD酶谱及遗传效应分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 17–20
[10] 马孟莉,郑云,周晓梅,张婷婷,张晓倩,卢丙越. 云南哈尼梯田红米地方品种遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 21–26
[11] 陈瑛瑛,王徐艺凌,朱宇涵,武威,刘涛,孙成明. 水稻穗部氮素含量高光谱估测研究[J]. 作物杂志, 2018, (5): 116–120
[12] 隋阳辉,高继平,刘彩虹,徐正进,王延波,赵海岩. 东北冷凉地区秸秆还田方式对水稻光合、干物质积累及氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 137–143
[13] 章星传, 黄文轩, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 69–78
[14] 梁晓宇, 林春雨, 马淑梅, 王洋. 水稻耐盐碱胁迫优异等位变异的发掘[J]. 作物杂志, 2018, (4): 48–52
[15] 曾波. 近30年来我国水稻主要品种更新换代历程浅析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 1–7
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 房裕东,韩天富. 作物快速育种技术研究进展[J]. 作物杂志, 2019, (2): 1 –7 .
[2] 张萌,芶久兰,魏全全,陈龙,何佳芳. 不同生物有机肥对贵州高海拔春马铃薯生长及土壤肥力的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 132 –136 .
[3] 付景,孙宁宁,刘天学,马俊峰,杨豫龙,赵霞,穆心愿,李潮海. 穗期高温对玉米子粒灌浆生理及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 118 –125 .
[4] 权宝全,吕瑞洲,王贵江,任杰成. 薯块膨大中期不同栽培措施对甘薯生长发育及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 158 –161 .
[5] 鲁守平,张华,孟昭东,穆春华. 利用分子标记技术对玉米自交系子粒油分的改良研究[J]. 作物杂志, 2019, (3): 24 –28 .
[6] 张自强,王良,白晨,张惠忠,李晓东,付增娟,赵尚敏,鄂圆圆,张辉,张必周. 104份甜菜种质资源主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 29 –36 .
[7] 马名川,刘龙龙,张丽君,崔林,周建萍. EMS诱变刺荞的形态突变体鉴定与分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 37 –41 .
[8] 范惠玲,白生文,朱雪峰,李振洲,秦明岗,何志军. 油菜及其近缘种种子萌发期耐盐碱性差异[J]. 作物杂志, 2019, (3): 178 –184 .
[9] 叶文斌,何玉鹏,王昱,王瀚,赵庆芳. 碱化橄榄油加工废弃液对玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 185 –191 .
[10] 王永刚,姬铭泽,赵旭涵,于立河,薛盈文. 播期对白燕7号在黑龙江省中西部地区产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (3): 106 –111 .