美國南部水稻稻瘟病菌的分子分析以及相應(yīng)抗性QTL的定位.pdf

1、在美國南部含有稻瘟病抗性基因Pi-ta的水稻品種被用于控制稻瘟病已經(jīng)超過了20年。根據(jù)基因?qū)蚣僬f，Pi-ta基因能夠有效阻止含有無毒基因AVR-Pita的稻瘟病菌侵染。從含有或不含Pi-ta基因的水稻品種上分離稻瘟病菌株，通過檢測他們的遺傳組成，以判斷Pi-ta基因在美國南部的功能性。1996年及2009年共收集了169個稻瘟病菌株，通過國際稻瘟病鑒別體系，致病性檢測，重復(fù)性PCR，稻瘟病菌無毒基因AVR-Pita1的DNA序列測定

2、等方法對這些菌株進行了分析。結(jié)果表明，所有菌株可分為5類生理小種:IA1，IB1，IB17，IC1以及IC17;15種重復(fù)性PCR帶型，且每一類生理小種都含有一種主要帶型。IB17，IC17，以及大多數(shù)的IA1，IB1都不能侵染含有Pi-ta基因的水稻品種Katy，這表明了Pi-ta基因仍然能有效的防止稻瘟病發(fā)生。利用AVR-Pita1基因的特異性引物，在78個無毒菌株中擴增到了一個預(yù)期的AVR-Pita1等位基因，然而，在另外12個無

3、毒菌株中擴增出2-3個AVR-Pita1等位基因，這再次驗證了Pi-ta基因的有效性。通過對擴增到的AVR-Pita1等位基因進行測序、序列比對后，共發(fā)現(xiàn)了10種不同的基因型。其中6種基因型與已發(fā)現(xiàn)的基因型一致，4種基因型為新發(fā)現(xiàn)的基因型。
　　將所有菌株按照宿主是否含有Pi-ta基因分為兩類，并對這兩類菌株中有毒菌株出現(xiàn)的頻率進行了獨立性檢測統(tǒng)計分析，結(jié)果表明從含有Pi-ta基因水稻品種中分離出來的菌株中毒性菌株出現(xiàn)的概率遠大于

4、從不含有Pi-ta基因的水稻品種中分離出來的菌株，這也說明了稻瘟病宿主中是否含有Pi-ta基因與有毒菌株出現(xiàn)頻率有密切關(guān)系。盡管如此，毒性IC1生理小種能夠侵染含有Pi-ta基因的抗性品種Katy，說明一些克服了Pi-ta抗性基因的有毒菌株已經(jīng)發(fā)生了變異，并適應(yīng)了美國南部的田間環(huán)境。
　　利用稻瘟病部分抗性親本Lemont與抗性親本Jasmine85構(gòu)建的重組自交系群體227個單株，結(jié)合199個多態(tài)性的SSR分子標記，針對10個新

5、分離到的分別屬于生理小種IA1，IB1，IB17以及IC1等的稻瘟病菌株，在染色體8、10、12上共定位到6個稻瘟病抗性QTL: qBLR8,qBLR10-1,qBLR10-2,qBLR10-3,qBLR12-1以及qBLR12-2，其中位于10號染色體的qBLR10-3為新定位的QTL。qBLR8，qBLR12-1以及qBLR12-2來自于父本Jasmine85，而qBLR10-1，qBLR10-2以及qBLR10-3來自于母本Lem

6、ont。所有QTL的表型差異貢獻率在5.37％～39.18％之間。qBLR12-2是在本研究中鑒定到的對稻瘟病菌抗譜最廣的QTL，并且表現(xiàn)出很高的效應(yīng)值，尤其對于新鑒定到生理小種IA1，以及地區(qū)優(yōu)勢生理小種都具有明顯的抗性效應(yīng)，但對于毒性生理小種IC1菌株沒有表現(xiàn)出抗性效應(yīng)，而qBLR8，qBLR10-1，qBLR10-2等卻對IC1菌株表現(xiàn)出一定的抗性效應(yīng)。本研究中，定位到的稻瘟病抗性QTL，來自于商業(yè)化推廣的水稻品種Lemont以及