水稻稻瘟病抗性基因及其分子育种研究进展

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水稻稻瘟病病菌研究进展_任鄄胜

水稻稻瘟病病菌研究进展_任鄄胜

第15卷第1期2008年1月 现代农业科学M ode rn A g ricu ltura l Sc i encesV o.l 15N o .1Jan .,2008文章编号:1005-4650(2008)01-0019-05水稻稻瘟病病菌研究进展任鄄胜1,2,3,肖陪村2,3,陈 勇2,3,黄 湘2,3,王玉平1,李仕贵1(1.四川农业大学水稻所,成都611130;2.内江农业科学研究所,四川内江641000;3.内江杂交水稻科技开发中心,四川内江641000)摘要:稻瘟病菌(Phy ricularia grisea (Cooke)Sacc .)是全球水稻产区最为流行、最具有破坏性的病原体,也是研究病原菌和寄主互作的主要模式病原菌。

世界各国科学家对稻瘟病菌全面系统地进行了研究。

就稻瘟病菌致病性分化、致病性和遗传宗谱的关系、稻瘟病菌功能基因和基因组的研究进行了归纳论述。

关键词:稻瘟病菌;致病性;生理小种;遗传宗谱;功能基因;基因组中图分类号:S511;S435.111.4+1 文献标识码:AThe R esearch Progress on R ice B l ast FungusREN J uan -sheng 1,2,3,X I AO P e-i cun 2,3,CHEN Y ong 2,3,HUANG X iang 2,3,W ANG Y u -pi ng 1,L I Sh-i gu i 1,(1.R ice Res earch Instit u te of S i chuan Agricultura lU n i vers it y ,C hendu 611130,Ch i na ;2.Agri cu lt u ral S ci ence Res earch Instit u t e of Neiji ang ,Neijiang ,S ichuan 641000,C hina ;3.N eiji ang hybri d iz ati on R ice Technol ogy D evelopm ent C enters ,Neiji ang ,S ichuan 641000,C hina)Abstrac t :M agnapor t he grisea i s the m ost ep i de m i c and destructi ve pa t hogen of r i ce w or l d w i de.And it is also the pr i ncipa lm ode l o rganis m for research on i nteracti on bet w een f unga l pathogen and host p l ants .Sc i entists a t ho m e and abroad have round l y done re -search i nto rice b l ast fungus .It is rev ie w ed and su mm ar i zed the research progress on v iru lence spec i a li za ti on o f rice blast f ungus ,viru -lence ,relationshi p bet w een pathogenicity and genetic li neage ,f unctional gene and the geno m e of t he r i ce blast fungus .K ey word s :M agnap orthe gr isea ;pathog en i c ity ;physio l og ic race ;genetic li neag e ;f unc ti ona l gene ;genom e 收稿日期:2007-12-18作者简介:任鄄胜,男,1978年生,山东鄄城人,助理研究员,在读博士生,研究方向:稻瘟病及其抗性遗传育种。

水稻基因功能和分子育种的研究进展

水稻基因功能和分子育种的研究进展

水稻基因功能和分子育种的研究进展随着人口的不断增长,粮食的需求也在不断上升。

在如何提高粮食产量方面,农业科技的作用一直是不可忽视的。

在水稻栽培中,遗传改良一直是一个重要的研究方向,因为水稻是许多人的主要粮食来源。

基因功能和分子育种的研究,为实现高产优质水稻的目标提供了新的追求。

本文将介绍水稻基因功能以及分子育种的研究进展。

一、基因功能的探究从人类基因组计划开始,基因测序和基因功能的研究已经成为了整个生命科学中必不可少的一个领域。

在20世纪60年代,稻米开始成为基因改良的对象,并成为一些实验室的研究人员的关注点。

当然在那个时候,还不可能进行广泛的基因测序和分析,因为许多必要的技术和工具还未被发明。

因此,在这个时候,探究基因功能的方法主要是基于随机诱变的筛选设计,以及与整合数据库时代相比更为原始的生物学技术。

但在1980年左右,技术进步和计算能力的提高使得基因测序变得越来越容易。

导致研究集中在了单基因疾病的研究中,同时,在水稻的研究方面,也以此为基础。

因此,对非许多基因的功能进行长期研究成为了一种必要的选择。

大多数的研究的结果都是基于遗传改良领域从其他的研究中已经被证实的方案转移到水稻种植中。

随着时间的推移,基因功能研究的技术也不断改进和更新,不断产生更新的重大成果。

遗传变异测序成为一个更加完善的方法和工具,可以进一步帮助我们精细化地了解基因与染色体交互作用,以及它们在实现遗传多样性和发展中的作用。

二、分子育种的应用分子育种的研究是栽培优化的积累了长期的基础,分子育种要比传统的育种方法更准确和可靠。

创造变异体只是育种的第一步,如何确定抗性基因、环境适应性、产量等性状就成了育种的多步骤。

由于分子生物学和基因组学的不断发展,现代育种与传统的育种方法已经大有不同。

与传统育种方法相比,分子育种可以更快,更容易关注种植与植物物质代谢关系的生物过程。

另外,现代分子育种将农业生产和技术处理的素材提供给了第二个生产阶段。

水稻基因组和遗传育种的研究进展

水稻基因组和遗传育种的研究进展

水稻基因组和遗传育种的研究进展水稻,作为世界上最为重要的粮食作物之一,一直以来都受到人们的重视。

为了提高水稻的产量和质量,科学家们不断探索水稻的基因组和遗传育种,取得了许多研究进展。

第一部分:水稻基因组的研究进展1.1高质量水稻基因组测序和注释2002年,国际水稻基因组组织(IRGSP)启动了水稻基因组测序工作,历时十年,于2012年公布了高质量水稻基因组序列。

该项目不仅提供了水稻基因组的底图,也为全球的水稻研究工作提供了重要的资源。

除了基因组测序,对基因组的注释也至关重要。

2018年,中国、日本、美国等国的科学家们联合发表了一篇名为“HostPathogen”(Waxman),通过整合多种表达组学数据,对水稻基因组的注释进行了更新,共发现了14614个新的基因,有效地促进了水稻基因组研究的深入。

1.2水稻基因组结构和功能特点的研究水稻基因组大小为389Mb,包含大约4.29万个基因。

其中,基因密度比拟其他植物要大,基因的组织分布也呈现出显著的区分。

此外,水稻的基因序列中还含有许多支配了基因表达和基因功能的调控因子,如调控元件、非编码RNA等。

这些结构和特点的研究有助于更深层次的解析水稻的遗传机制。

第二部分:水稻遗传育种的研究进展2.1利用基因编辑技术改良水稻水稻主要遗传特征的研究为利用基因编辑技术改良水稻提供了核心思路。

近年来,科学家们通过CRISPR-Cas9等基因编辑技术,针对水稻各个方面的遗传特征进行了深入的研究。

其中具有代表性的成果有:(1)使水稻茎粗略化的“SNU-16”基因的敲除,使其茎干更粗壮,抗风能力更强;(2)针对水稻的“脱粒非白化”基因进行靶向基因编辑,在保持其他基因不变的情况下,成功实现了水稻产量的提升。

2.2水稻病虫害抗性的研究水稻的病虫害是影响水稻丰产的主要因素之一。

研究表明,水稻的病虫害抗性主要由多个基因共同作用而得。

因此,为了实现水稻病虫害抗性的提升,科学家们也探寻了许多新的遗传调控方法。

抗稻瘟病分子标记辅助选择的研究进展

抗稻瘟病分子标记辅助选择的研究进展

费少、 稳定性高等优点 , 符合大规模检测 的要求 , 因
此 也被广 泛用 于抗 稻瘟 病基 因的定位 。
11 基 于 R L . F P标 记 的定位
十几年 的 时间 , 且 受 有无 合 适 的病 菌 菌株 和病 菌 并 发病条 件 限制 , 定结 果容 易造成 误 差 , 至造成 抗 鉴 甚 性 基 因丢失 , 因此 选 择 效 率 较 低 J 3。如何 提 高选 择 效率 , 减少 育种过 程 中 的盲 目性 , 聚合 多个抗 性 基 因 是将来 抗 病育种 的关 键 。近 2 0年来 , 分子 标记 技术
择, 即通 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 , 提 高 育 种 效 率 J缩 短 育 种 可 , 年 限 , 能快速 地将 多个抗 病基 因聚合 , 并 培育 出持久
收稿 1期 :0 8—0 0 3 20 4— 9
利用 R L F P标 记 在 近等 基 因 系 C0 P T 中发 现一 14 K
稻瘟病 是水 稻 上最 重 要 的病 害之 一 , 主要 由子 囊菌 Manp r e re ( ee ) ar 无 性 世 代 为 gaot ia H br Br( hgs t
pr uai re a c 引 起 。 据 估 计 , 9 5~19 yi lr gi a Sc ) c a s 17 90
20 N 0 。 0 6 G 9)
作者简介 : 姚
主基 因 P —h一 ( ) 它 位 于第 1 色体 上 , 离 i t, 2染 距
基金项 目: 云南省科技 人才项 目( 号:0 4 Y 1—1 ); 编 20P O 2 云南省教委 重点 项 目 ( 号: 6 0 7 ; 南 省 科 技 攻 关 项 目 (编 号 : 编 0 Z 0 B) 云

水稻抗稻瘟病分子育种研究进展

水稻抗稻瘟病分子育种研究进展

有关的基 因。0 2 世纪 8 年代兴起的遗传转 化技术 , 0 由于可
打破 生殖 隔离 定 向改 造 动植物 而 被 国 内外 育 种学 家广 泛关
注 。 国对水稻 的基 因工程 研究 起 步较 早 , 基 因育种 工作 我 转 始于 18 年 , 99 当时杨 虹 等 _ 原 生质 体融 合 技术 将 基 因 l 】 用
连 锁 , 利于导 入远 缘 优 良基因 。 有
2 抗稻 瘟病基 因工程 育种
抗 稻瘟 病基 因包 括水 稻 自身 的抗 病基 因和与 防卫 反应
最经 济有 效 的措 施 。 多年 来 , 水稻 育 种专 家及 病 理学 家 的 在
共 同努力 下 , 育成 了不少 抗病 品种 , 水稻 生 产 中发挥 了很 在 大 的作用 。 然而 , 大多 数抗 病 品种 的抗 性 效应 只 能维 持 2 3 ~
发展 和 应用 , 为稻 瘟 病持 久 抗性 的研 究 提供 了一 种非 常有 用 的工 具 。 内外 在 应 用这 一 技术 对 稻 瘟 病抗 性 育 种方 面 国
稻瘟 病 育 种上 取得 了一定 的成 绩 。 吉林 省 延 边朝 鲜 族 自治 州农科 所 与吉林 农业 大 学 合作 , 功地 将菰 的总 D A导入 成 N 水 稻 , 成抗 病 、 产 的水 稻 新 品种 通 3t 。 山大 学 生 育 高 2J 中 2 等
导入 水稻 品种 台梗 2 9 这些 年 来 , 国利 用基 因 工程 在抗 0。 我
年, 因此 如何 延长 品种 稻瘟 病 的抗 性 周 期 已成 为 各 水稻 生 产 国水稻 改 良项 目中的首 要 问题 。 2 世 纪 8 年 代 后期 自 0 O 以来 , 随着建 立在 以 D A多态 性 为基 础 的分 子标 记技术 的 N

分子标记在稻瘟病抗性育种中应用的研究进展

分子标记在稻瘟病抗性育种中应用的研究进展

以D N A多态性为基础的分子标记技术 的发展和应用 , 为 稻瘟病持久抗 性 的研 究提 供 了一种有 用工 具。 目前 已开发 2 0多种 D N A 分子标记 , 主要包括基 于 D N A— D N A杂交 的限 制性片段长度多态性 R F L P标记 、 数 目可变 串联重 复多态性 ( V N T R) 和基于 P C R技术的 D N A分子标记 。R F L P是最先被
7 0 %作底肥 , 2 5 %~ 3 0 %作分蘖肥 , 5 % 一1 0 %作穗粒 张 羽 , 硕 士, 副 教授 , 从 事分 子遗 传 研 究 。E—r a m 1 :
z y 68 1 6 9@ s i n a . e o m。
海拔 5 0 0 m以上区域 宜于 3月 中下旬至 4月上旬播种。秧 田
瘟病分为苗瘟 、 叶瘟 、 叶枕 瘟 、 节瘟 、 穗瘟 、 枝 梗瘟 、 谷粒瘟 , 其
稻瘟病最安全 、 经济 、 环保的方法 。目前抗病水稻品种 的育种
方法 主要是常规育种和分子标记辅助育种 。常规育种是通过 有性杂交 , 利用植株表型选择和抗性鉴定相结合 , 进行抗病 品
种选育 。常规育种费时费力 , 不利于进行多基 因聚合 , 很难实 现选育 品种的广谱抗性和持 久抗性 。而利用分子标记辅 助育 种可 聚合多个抗性基因 , 获得广谱持久抗 病的水稻 品种 , 是解 决稻瘟病危 害的有 效途径 。本文 综述 了分子 标记技 术在
江 苏农业科 学
张晓娟 , 张
2 0 1 3年第 4 1卷第 8期
一 7 3一
羽, 张辰露 , 等. 分子标记在稻瘟病抗性育种 中应用 的研究进展[ J ] .江 苏农业科学 , 2 0 1 3 , 4 1 ( 8 ) : 7 3 — 7 5

水稻分子育种技术的研究进展

水稻分子育种技术的研究进展

水稻分子育种技术的研究进展水稻是世界上最重要的粮食作物之一,其主要种植区域位于以亚洲为主的发展中国家。

然而,水稻的生长周期长,产量低,受环境因素的影响较大,对农民经济收益的影响也很大。

随着技术的飞速发展,水稻分子育种技术被认为是提高水稻产量和抗病能力的一种重要手段。

本文将介绍水稻分子育种技术的研究进展。

一、分子标记辅助选育分子标记辅助选育是指利用各种分子标记技术对遗传多样性、遗传连锁和精细定位等进行分析,以加速选育进程和提高选育效率的一种技术手段。

该技术不仅可以加速选育进程,提高选育效率,还可以避免一些传统选育方法中所存在的问题。

例如,基于分子标记技术的QTL定位和克隆,科学家可以更加精细地进行杂交组合和种质筛选,进而有效地提高育种效率。

此外,该技术还可以通过对水稻基因组中的微卫星标记、单核苷酸多态性标记和功能基因标记等进行分析,为杂交组合和种质选择提供更加准确的遗传背景信息。

因此,基于分子标记辅助选育的水稻育种工作得到了广泛关注和研究。

二、利用CRISPR-Cas9技术改良水稻基因CRISPR-Cas9技术是一种基于剪切目标DNA的精准基因编辑技术。

它可以通过人工设计的小RNA分子对特定基因进行靶向编辑,从而产生特定的基因改变。

该技术可以被应用于水稻的基因编辑和纯化。

例如,一种名为OsPPR736的基因被证明可以调控水稻的光合作用和呼吸作用,并影响大米质量和产量。

科学家利用CRISPR-Cas9技术成功对OsPPR736进行了靶向编辑,从而获得了产性状良好、产量更高的水稻品种。

类似地,该技术还可以用于改良水稻质量、耐旱、抗虫等性状,具有广泛的应用前景。

三、利用转基因技术提高水稻产量转基因技术是指利用外源基因对目标物种的基因进行改造和调节的一种技术。

在水稻中,转基因技术可以被用于提高其产量和改善其抗病性。

例如,水稻负责光合作用的基因被植入到水稻中,从而增强光合作用的效率,提高水稻的生产力。

此外,一些抗病基因和逆境响应基因也可以通过转基因技术进行提高,使水稻获得更好的抗病和逆境能力。

水稻全生育期稻瘟病抗性遗传及其基因定位研究

水稻全生育期稻瘟病抗性遗传及其基因定位研究

研 究 报 告
Re e r h Re o t s a c p r
水稻 全 生育期 稻瘟 病抗 性遗 传 及 其基 因定位研 究
高冠军 李桂 菊 2 包 亮 何予 卿 - .
1 中农业大学作物遗传改 良国家重点实验室, 华 武汉, 3 0 0 2湖北省宜昌市农业科学研 究所, 昌,4 0 4 407; 宜 430
位 于水稻 第 6染色体上 , 处于 分子标 记 AP 2和 R 176之 间 。该 抗性 基 因来 源 于重组 自交 系 的抗 性亲 本 2 M 96 14 3 并命 名 为 R 。本实验 为稻瘟 病 的持久抗 性 分子标 记辅助 选择育 种和基 因克 隆提供 了基 因资源 。 9— , 6
Hu z o g Ag c lu a i e st , u a , 3 07 2Yi h g Ag iu tr l c e c n e , c a g 4 3 0 ah n r utr l i Un v riy W h n 4 0 0; c a rc l a in eCe tr Yih n u S n ,404
R 9 6 ncrmoo . h jr eia c e e a o te ei n lvr 9 — . hs e e a o M17 6 o sme6 T e o s tn e n s m s t t ut a 4 3 T ign s h w— o h ma r s g w f r hr s c i 1 a w s
通 讯 作 者, q e y h@mal zueue iha . . . d n
摘 要
稻瘟病 是最严 重 的世 界性 水稻病 害之 一 。本 实验利用 高抗 稻瘟病 品种 14 3 珍汕 9B构建 的重 9— 和 7
组 自交 系群体 , 过 自然 诱 发实验 , 两个 年度 重 复的情 况 下, 生育期 调查 水稻 生长 的 3个关键 时 期 一分 通 在 全 蘖 期 叶瘟 、 抽穗 期 叶瘟 和 成 熟期 穗 颈瘟 的抗 性表 现 , 过集 团分 离分析 法 (uk dsge a o nls , A 通 b l rgt na a i BS ) e e i ys 初 步定位 稻瘟病 主效抗 性基 因 。结果表 明分蘖 期和 抽穗期 的 叶瘟 、以及 穗颈 瘟的抗 性表型 频率均呈 双 峰分 布 , 明控 制水 稻叶瘟 和穗颈 瘟均 表现 为一对 主效基 因控 制 ; 说 全基 因组 分子标 记分析 将该稻 瘟病抗性 基 因定

水稻分子育种技术的研究进展

水稻分子育种技术的研究进展

水稻分子育种技术的研究进展水稻分子育种技术是目前水稻育种中最为先进的技术之一。

它是利用分子遗传学方法改良水稻品种、提高其产量、品质、抗病性和适应性的一种方法。

水稻作为世界上最主要的食物作物之一,其育种技术也十分重要。

本文将详细介绍水稻分子育种技术的研究进展。

一、水稻基因组测序技术的研究进展水稻基因组测序技术是分子育种技术的基础。

2002年,国际水稻基因组组织 (IRGSP) 完成了水稻品种日本晴的全基因组测序工作,标志着水稻分子育种技术进入了一个新的发展阶段。

在此基础上,人们可以更好地探索水稻基因组结构和功能,提高水稻育种效率。

目前,全球已有数百个水稻品种基因组序列被测序,这使得人们对水稻基因组结构和功能有了更深入的了解。

通过基因组测序技术,人们已经找到了许多与水稻产量、品质、抗逆性等相关的基因,这为水稻分子育种提供了新的思路和方法。

二、水稻分子标记辅助育种技术的研究进展水稻分子标记辅助育种技术是利用分子标记对水稻进行育种改良的一种方法。

分子标记是一种基于 DNA 序列变异的分析方法,可以高效、准确地检测不同基因型之间的差异。

水稻分子标记辅助育种技术可以快速筛选优良基因型,降低育种周期,提高育种效率,取得了显著的研究进展。

近年来,大量的水稻分子标记已经被研发出来,如 SSR 标记、SNP 标记、RAPD 标记等,其中 SSR 标记已被广泛用于水稻育种中。

此外,人们还利用分子标记技术进行分子标记辅助选择基因型、利用基因组学信息进行优良杂交组合的研究等方面取得了重要进展。

三、水稻分子育种在耐盐碱、抗旱、抗病方面的研究进展水稻在生长过程中,常面临各种逆境条件。

耐盐碱性、抗旱性和抗病性是影响水稻生产的关键因素。

水稻分子育种技术的另一个重要应用就是通过遗传改良提高水稻在各种不良环境下的耐受性和抗性。

在这方面,人们也已经取得了一些成果。

针对水稻耐盐碱性问题,人们已经鉴定了多个相关基因,并研究了分子机制。

基于水稻分子标记辅助育种技术,针对不同生境环境下的不同种杂交组合进行选育,选育出了多个耐盐碱性强、产量高的水稻品种,其中有数个已成功应用于生产。

水稻稻瘟病及其抗病基因的鉴定、分子标记的研究进展

水稻稻瘟病及其抗病基因的鉴定、分子标记的研究进展

水稻稻瘟病及其抗病基因的鉴定、分子标记的研究进展水稻稻瘟病及其抗病基因的鉴定、分子标记的研究进展水稻稻瘟病(Magnuprothe grisea.无性态:Pyriculariagrisea)是水稻最主要的病害之一。

水稻为世界上最重要的粮食作物之一,世界约有1/2人口以稻米为主食。

但是由于水稻病虫的危害,平均每年有近10%产量遭受损失。

稻瘟病又称稻热病,因为害期、部位不同分为苗瘟、叶瘟、穗瘟、节瘟、谷粒瘟等类型,其中以叶瘟危害最大。

稻瘟病广泛分布于水稻栽培的国家和地区,每年都造成严重损失。

据统计,1975~1990年间全世界11%~30%的水稻因稻瘟病而颗粒无收,全球粮食损失达1.57亿吨,年增长超过1千万吨(Baker等,1997)。

我国的稻瘟病危害也相当严重,自上世纪90年代以来,我国稻瘟病的年发生面积均在380万hm2以上,年损失稻谷达数亿公斤(董继新等,2000)。

目前,我国北方粳稻面积有7000万亩,约占全国水稻播种面积的17%,其中东北地区粳稻面积4700万亩左右。

与南方籼稻相比,北方粳稻在品质和商品量上占有独特优势,其发展潜力巨大。

因此有效控制和防治稻瘟病害具有十分重要的意义。

为了减少病虫害造成的水稻产量损失,人们多采用综合防止的措施,最主要的技术有两种:一是利用不断更新换代的化学农药;二是选择对主要病虫有抗性的良种。

前者不仅成本较高而且污染环境,毒害人体,不利于现代农业的持续发展。

因此改良水稻品种的抗性成为水稻育种工作者的重要目标之一。

长期的生产实践证明,水稻抗稻瘟病品种的选育和利用是防治稻瘟病行之有效的措施。

但由于引进和新育成的抗稻瘟病品种的单一化和稻瘟病生理小种遗传的复杂性和致病力的多样性,往往造成抗病品种在推广种植3~5年后即因产生能侵染该品种的优势小种,最终导致新品种抗性丧失(Ahn等,1996)。

因此加快抗病育种的进程,加强对稻瘟病的防治研究是一项十分迫切而重要的任务。

1.1 水稻稻瘟病的研究进展1.1.1 水稻稻瘟病病原菌研究进展1.1.1.1 水稻稻瘟病菌致病型(生理小种)的研究早在1922年,日本Sasaki(Yamada,1985)在选育抗病品种中就已发现了稻瘟病病菌(Pyricularia garise)的生理分化现象。

稻瘟病(Magnaporthe grisea)研究进展图片

稻瘟病(Magnaporthe grisea)研究进展图片

• 在多种杂草种病原M.grisea中说明与PWL2有同 源性的DNA序列的分布。
• 水稻的多数病菌和马唐属的病菌含有与PWL2 相似的同源序列。
• 稷属病菌同源性较少。
• 含有PWL1基因的病菌与PWL2有较少同源性片 断,这种同源性导致克隆PWL1基因的全部功 能。

• 第二个惰性基因,PWL3,来自同一稷属 病菌和另一个惰性基因PWL4来自弯叶画 眉草,都已克隆。克隆的PWL3基因编码 一个无活性的蛋白质,PWL4基因编码一 个活性的蛋白质,但不表达
四.寄主专化性的遗传控制
• 1. PWL寄主专化基因族 • 2.AVR2-YAMO无毒基因族
• 遗传分析鉴定2个基因,来自狗尾草病菌的 PWL1 , 来 自 水 稻 病 菌 的 PWL2 , 各 自 对 M.grisea菌系侵染弯叶画眉草能力起主要作用。
• 在水稻致病系统是典型的基因对基因系统,病 菌中的AVR基因与寄主中特定的抗病基因功能 性表现对应关系。
• 这种不稳定性也在减数分裂时发生。
• 在M.grisea变异潜在机制包括像B染色体, 准性循环,或在双链RNAS多态性。
• 在病菌中遗传不稳定看来与基因组不稳 定区频繁的正常发生的缺失和其他突变 有关。
• 在其它一些情况中,至少在实验室研究 中,转位也导致变异。
1.与染色体位置相关的不稳定 性
六.结论
• 插入诱变技术正在鉴定,致病性或孢子 形成的所要求的基因。
• 不同的cDNA 克隆技术在鉴定附着胞形成 期间所表达的一些基因或病菌在寄主植 物侵染性生长期表达的一些基因。
• 使用基因干扰技术突变分析已有可能鉴 定克隆的一些基因的功能。
• 主要的突破将来自发现单个AVR基因作用,例 如PWL2和AVR2-YAMO对病菌起什么作用。

水稻抗性育种的分子机制及其应用研究

水稻抗性育种的分子机制及其应用研究

水稻抗性育种的分子机制及其应用研究水稻作为全球最重要的粮食作物之一,对于全球粮食供应、农业发展及人民生计具有重要意义。

然而,水稻生长过程中容易遭受各种生物胁迫,如水稻瘟病、稻瘟病毒等,这些胁迫会导致水稻产量急剧下降。

为了解决这个问题,水稻抗性育种成为了近年来科学家们研究的重点。

本文主要介绍了水稻抗性育种的分子机制及其应用研究,旨在为水稻抗性育种的实践提供理论指导。

一、水稻抗性育种的分子机制1. 抗生素基因水稻抗性育种的分子机制主要包括抗生素基因、信号传递分子和转录因子。

抗生素基因是内源性抗生素的合成基因,在水稻中也被称为 OsLAPT1 (Oryza sativa Lateral organs asymmetric growth and proliferation tubulin 1)、OsLAPT2、OsHOX24 等基因。

这些基因能够抵御各种生物胁迫,例如细菌、黄叶病毒和白叶枯病菌等。

其中,OsLAPT1 可以使水稻细胞壁刚度提高,从而使细菌和病菌的侵入受到一定的阻碍;OsLAPT2 则能够通过调节水稻的细胞分裂及扩张来抵御生物胁迫。

2. 信号传递分子信号传递分子是一类与激素信号共同作用的分子。

水稻中的主要信号分子有激素、内源性抗生素、病害胁迫响应蛋白等。

其中,激素是最重要的信号分子之一,可通过调节水稻内部生长和抗病能力,从而增强水稻的抗病能力。

例如,水稻IAA基因可以促进水稻生长,增强其生长抵抗力。

3. 转录因子转录因子是介导信号转化的蛋白质,能够调节基因的表达。

在水稻抗性育种中,过表达某些转录因子可以增强或降低水稻的抗性。

例如,过表达水稻BTF3 转录因子可以提高水稻抗氧化压力能力,降低水稻叶片受环境压力的损伤程度。

此外,还有一些转录因子如 WRKY、MYB等,也能够参与水稻抗性育种。

二、水稻抗性育种应用研究水稻抗性育种在实际应用中,主要有以下方面的研究:1. 基因工程基因工程是目前应用最广泛的水稻抗性育种方法之一。

水稻稻瘟病抗性基因研究进展及其在育种上的应用

水稻稻瘟病抗性基因研究进展及其在育种上的应用

部分抗性基因, 其余 的7 个均为主效抗性基因。 。这些 6 。 基因成簇地分布于除第 3染色体外 的其他染色体上 , 而
且 , 染 色体含 有多 个抗性 基 因 , 些位 点上 的基 因或 同一 有 是 等位或 是紧 密连 锁 。
损失高达 15 亿 t .7 …。在流行年份 , 稻瘟病造成 的产量
传学的方法鉴定出 8 个位点上的 1 4个主效显性抗稻瘟
病基因 , 包括 Pk i位点的 Pk、洳 、i 、 i i P Pk Pk s h m和 PkP— i,i
t a位点 的 Pt Pt , 位 点 的 P i a和 i 2 P a 和 P l 以及 Pi , i 、 PaPs、i 和 f 。随 着分 子 标 记 种 类 和数 量 的不 i、i Pb h 等
( ie eerhIs t e Jagi cdm f gi l rl c ne , ae ag30 0 , hn ) R c sac tu , inx A ae yo A r u ua Si cs N nhn 3 20 C i R ni t ct e a
Ab t a t I h sp p r t e r s ac r g e si l c lrma p n n ln n fr eb a trssa c e e a e n r ve e . sr c :n t i a e , h e e r h p o s n moe ua p ig a d co i go i ls e i n eg n sh sb e e iw d r c t I d i o t ea pi ain o ieb a t e itn e g n si r e i gp a t eWa r s e td a c r ig t e c re t o si p l a n a dt n, h p lc t f c l ssa c e e b e d n r ci s p o p ce c o d n t u r n me t a pi - i o r s r n c oh d c c

水稻稻瘟病部分抗性基因的定位与克隆研究进展

水稻稻瘟病部分抗性基因的定位与克隆研究进展

究 的进 展 , 探讨 了利 用部 分 抗 性 培育 持 久抗 稻 瘟病
品种 的途 径 。
l 早期的稻瘟病 部分抗性遗传研 究
自2 0世纪 6 0年代 以来 , 日本 广泛 开 展 了水稻 稻瘟 病部分抗 性 ( 田间抗 性 ) 研究 , 现 了一 批 部分 发
抗 性 基 因 源 , 陆 稻 品 种 O aia moh J C — 如 w r t c i 、 h ha
2 稻 瘟 病 部 分 抗 性 基 因或 Q L 的定 位 Ts
随着分子标记技术 的发展 , 以及Q L定位策略 s r 和方法 的 日趋 完善 , 稻 稻瘟 病 部分 抗 性 的分 子 遗 水 传学研究取得很大进展 , 迄今 已鉴定和定位 30多 0 个稻瘟病部分抗性基 因或 Q L【j人们对稻瘟病 T s7, l
部分 抗性 的遗传本 质有 了更深 入 的认识 。
2 1 部分抗 性基 因或 Q L 定 位的策 略 . Ts
广谱、 持久抗病的特点。因此 , 在充分利用完全抗性
作者简介 : 杨一龙 , 硕士研究生, 事水稻抗病分子遗传研 究 从 雷财林为通讯作者, 究员, 研 主要从事水稻病害研 究
基 金 项 目 : 家 自 然 科 学 基 金 ( 0 7 66) 国 家 支 撑 计 划 项 目 国 38 10 ;
( 06 A 3 0 3 20 B D1B 1— ) 收 稿 日期 :0 0— 6— 5; 回 日期 :0 0— 9—1 21 0 2 修 21 0 7
和银 河等 , 籼 稻 品种 Moa 以及 dn和 I29等 ¨ R7 引。 清泽 ¨ 分析 了誉 锦 、 银河 和 农林 2 2对 稻瘟 病 株 研 5 _4的部 分抗性 , 4( ) 发现 它们都 是 由 1 主效基 因和 对 2~ 3对微 效 基 因控 制 。 筱 田等 、 部 H 阿 发 现 陆 稻 黑禾 的部 分抗性 由 3对 以上基 因控 制 , 林 糯 4号 农 的抗 性受 2对 主 效 基 因及 3对 以上 的微 效 基 因控 制 。我 国 2 0世纪 8 0年代 中期 以后 才 开展稻瘟 病部

水稻主要病害生物防治的研究进展

水稻主要病害生物防治的研究进展

水稻主要病害生物防治的研究进展一、内容综述随着全球人口的增长和粮食需求的不断提高,水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,其产量和质量对人类生存和发展具有重要意义。

然而水稻生产过程中病虫害的发生严重制约了水稻产量的提高和质量的保障。

为了解决这一问题,科学家们对水稻主要病害生物防治的研究取得了显著进展。

本文将综述近年来在水稻主要病害生物防治方面的主要研究进展,包括病原物鉴定、病害监测预警、生物防治技术研究等方面。

首先病原物鉴定是病害防治的基础,通过对水稻病原菌、病毒和寄生线虫等病原物的鉴定,科学家们可以明确病害的类型和来源,为制定针对性的防治措施提供依据。

近年来基因组学技术的发展为水稻病原物鉴定提供了新方法,如基于PCR技术的分子标记辅助鉴定技术、基于转录组测序技术的基因组学分析方法等,这些技术的应用大大提高了病原物鉴定的准确性和效率。

其次病害监测预警是病害防治的关键环节,通过对水稻生长过程中的各项指标进行实时监测,可以及时发现病害的发生和蔓延趋势,为采取有效的防治措施提供科学依据。

近年来随着遥感技术、无人机技术和人工智能技术的发展,水稻病害监测预警技术得到了极大提升,如基于遥感技术的多光谱影像分析方法、基于无人机技术的大范围快速监测方法等,这些技术的应用使得病害监测预警更加精确、高效和全面。

生物防治技术研究是实现水稻病害可持续控制的重要途径,通过研究和应用各种生物防治剂,如微生物制剂、昆虫防控剂和植物源性农药等,可以有效降低化学农药的使用量,减少环境污染,同时提高农业生产的经济效益。

近年来以基因工程为核心的生物防治技术研究取得了重要突破,如抗性基因的克隆和表达、新型生物防治剂的研发等,这些成果为水稻病害生物防治技术的推广应用奠定了坚实基础。

水稻主要病害生物防治的研究进展涉及病原物鉴定、病害监测预警和生物防治技术研究等多个方面,这些研究成果为实现水稻高产、优质、高效生产提供了有力支持。

然而由于水稻生产环境的复杂性和病害种类的多样性,未来仍需进一步深化研究,开发出更多高效、安全、环保的病害防治技术和方法。

水稻稻瘟病抗病性育种研究进展

水稻稻瘟病抗病性育种研究进展

舭辞 桃 i 出 l
两个 抗 性 基 因㈣。 谷第 2染 色体 上定 位有 P一 () 地 /d t 和 P— 2 ] 述 研 究表 明 , 久 抗 性 品种 的抗 瘟性 id 。上 r “ 持
由稻 瘟 菌 ( g a o h r e ) 起 的稻 瘟 病 是 稻 瘟 病 样 本 4 4份 ,利 用 7个 中 国 鉴 别 的 品 种 和 Ma n p ̄ egi a 引 s 6 全 球性 的毁 灭性 水 稻病 害之 一 ,常 导致 病 发 区水 稻 9个 单基 因鉴 别 品种 对 菌 株进 行 小 种 鉴 定 ,结 果 显

【】 山林 , . 科 技 ,99 1 )2 — 6 2禹 等 花生 19 (2 :3 2 .
[] 继 华 , . 质 花 生 无 公 害 高 效 栽 培 技 术 [ . 3吴 等优 M】 中原 农 民 出版
社 .0 7 20.
1 一 8
专 论 0. 题 述22 18
种工 作 的实 际情 况 , 对稻 瘟病 抗性 育 种进 行 展望 。

Hale Waihona Puke 3 % , 国稻瘟 病 的年发 生面 积均 在 3 0万 h 0 我 8 m 以 在 多个 地 区存 在极 高 的感 瘟 风 险 ,被认 定 为 高 抗 品
上 , 造成 的稻 谷 损 失 达 数亿 千 克 嘲 给粮 食 安 全 带 种 的五 山 油 占、 晶丝 苗 2号 在 曲江 、 川 、 州 等 所 , 粤 龙 雷 来 隐 患 。稻瘟 病 的 化学 防治 成 本 高 、 染 严重 , 污 而利 多个 地 方种 植 存在 一 定 的风 险同, 这对 粮食 生 产 安全 用 遗传 抗 性 、选 育 和利 用抗 病 品种 是最 有 效 、最 经 提 出 了严 峻 的考验 。 因此 . 长 品种 的抗 病周 期 . 延 普 济 、 利 于环 境保 护 的 防治策 略 , 最 因此 , 开展 稻瘟 病 遍提 高 栽 培 品种 的抗 性 水平 是 当务 之 急 。而 挖 掘新 抗性遗 传和育 种研究 具有 十分重 要的意义 。 由于稻 的抗病 基 因资 源 ,并 将 多个 基 因 聚合 到 一个 水 稻 品 但

分子标记辅助选择在我国水稻抗病育种中的研究进展

分子标记辅助选择在我国水稻抗病育种中的研究进展

栽培育种ZAIPEIYUZHONG科技兴农分子标记辅助选择在我国水稻抗病育种中的研究进展邓世峰 王先如 张安存 陈次娥 吴 明(江苏省大华种业集团有限公司,江苏南京 210000)摘 要 首先阐述了分子标记及其辅助选择,进而对分子标记辅助选择技术在水稻抗病性育种方面的研究进展进行了综述,包括稻瘟病、纹枯病和白叶枯病。

最后对分子标记辅助选择技术出现的问题及前景进行了分析。

关键词 分子标记辅助选择;水稻;抗病性;研究进展1 分子标记及其辅助选择1.1 分子标记 分子标记是物种基因组中特异的DNA片段,其主要分为3类:杂交分子标记(RFLP等)、PCR分子标记(SSR等)以及新型分子标记(SNP等)。

RFLP(限制性片段长度多态性)是利用限制性内切酶将基因组切割成不同的DNA片段;SSR(简单重复序列)是利用少量核苷酸构建DNA串联重复序列;SNP(单个核苷酸多态)是利用等位基因差异进行标记。

1.2 分子标记辅助选择 分子标记辅助选择(MAS)是利用与目标性状基因型紧密连锁的分子标记,进行的目标性状基因辅助选择。

MAS具有高可靠性、高效率、抗病持久以及位点丰富等优点,可进行前景选择和背景选择。

前景选择主要针对目标性状基因,可采用一侧标记,也可采用两侧标记,一侧标记对分子标记与目标性状基因的紧密连锁程度要求更高;背景选择是对除目标基因之外的全基因组进行选择,可采用分子图谱图示基因型方法进行分析。

2 分子标记辅助选择在水稻抗病育种的应用进展MAS技术应用主要包括基因渗入和基因聚合,基因渗入主要是利用与抗病基因紧密连锁的分子标记,将供体(含有抗病基因的品系)与轮回亲本(需改善性状的品系)进行回交育种,使轮回亲本基因型更加理想,可采用前景选择和背景选择;基因聚合是将不同种质中分散的目标基因聚合到一种物种中,主要采用前景选择。

稻瘟病、纹枯病以及白叶枯病严重影响水稻生产,利用分子标记辅助选择技术对水稻进行抗病育种,能够有效防治水稻病害。

水稻育种中的抗性育种策略研究

水稻育种中的抗性育种策略研究

水稻育种中的抗性育种策略研究第一章:引言随着全球气候变化和人口增长的持续影响,实现稳定的粮食生产就变得尤为重要。

水稻作为全球最重要的粮食作物之一,其育种研究进展对粮食生产的可持续性起着关键作用。

而抗性育种策略则成为了提高水稻抗病虫害和逆境生态因素的重要途径,为保障粮食安全提供了新的思路。

第二章:水稻病害的抗性育种策略研究2.1 主要病害及其影响水稻生长过程中常常受到多种病害的威胁,如稻瘟病、稻瘿蚊、稻纵卷叶螟等。

这些病害的发生不仅直接影响了水稻的产量和质量,还增加了农民的生产成本。

因此,研究和应用抗性育种策略对于解决水稻病害问题具有重要意义。

2.2 抗性育种策略抗性育种策略包括遗传育种、分子育种和遗传工程等手段。

传统育种以水稻种质资源的收集、评价和利用为基础,通过选育抗性优良品种来提高水稻的抗病虫能力。

分子育种以利用分子标记对水稻进行选育,以获得抗性基因型为目标,能够快速选择出高抗性的水稻品种。

遗传工程则可以通过转基因技术将抗病虫基因导入水稻中,使其具有抗性。

综合运用这些策略可以有效提高水稻的抗病虫能力。

第三章:水稻逆境生态因素的抗性育种策略研究3.1 主要逆境生态因素及其影响水稻生长过程中往往会遇到各种逆境生态因素,如干旱、淹水、盐碱、高温等。

这些逆境因素限制了水稻的生长发育,降低了其产量和品质。

因此,研究和应用抗性育种策略对于提高水稻的逆境适应性至关重要。

3.2 抗性育种策略针对水稻逆境生态因素的抗性育种策略主要包括遗传改良、生理调控和适应性培育等。

通过遗传改良,传统育种可以培育出对特定逆境生态因素具有较高抗性的水稻品种。

生理调控则通过调节水稻的生理机制,提高其对逆境生态因素的耐受能力。

适应性培育则通过培育出对多种逆境因素具有较高抗性的综合性品种。

第四章:抗性育种策略的应用与展望4.1 抗性育种策略的应用抗性育种策略在水稻育种中得到了广泛的应用,并取得了一定的成效。

通过选育抗病优良品种和提高水稻的逆境适应性,抗性育种策略为提高水稻的产量和质量做出了重要贡献。

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2 0 1 7年 第 2期
种 .而且从 单个 病斑 上分 离 的单胞 菌株 的致病 性 也
可能不一样 【 】 】 .虽 然 有 学 者 认 为 出 现 这种 情 况 的 主要原 因是 因为接种 时环 境条 件 的不稳定 而导 致 菌
基 金 项 目 :宁 波 市 自然 科 学 基金 项 目 ( 2 0 1 6 A 6 1 0 1 1 7) 。
稻瘟病 抗性 符合 基 因对基 因 的学 说 .一个 稻瘟 病抗
性 基 因在所 抗生 理小 种 中必定有 一个 无毒 基 因 .稻 瘟病病 原 菌在强 大 的抗性 基 因选择 压下 .必定 出现

种 、栽 培管理 条件 和气 候环 境等 因素 的影 响有 比较 大差 异 。但 以 日照少 、雾 与露 持 续 时 间长 的 山 区 , 雾浓 露多 、气 候温 和 的沿江 、沿 河 、沿湖 以及水 稻 生育 期 多雨寡 照 的稻 区发病 为重 稻 瘟病 的发 生一 般 山 区重 于平 原 .粳稻 重于 籼稻 ,除 华南地 区早 稻 重 于晚稻 外 .其他 稻 区则 晚稻重 于早 稻 闭 。
生理小 种Z A群 和 Z B1 3小 种 的频率 在逐 年 上升 [ 6 1 。
抗感病品种 ( 鉴 别 品 种 )的 致 病 性 反 应 进 行 划 分 的。 日本 、韩 国 、菲 律宾 、印度 、中 国大陆 、中国
台湾等 世界 主要水 稻 生产 国家 和地 区都建 立 了一 系
因此 ,定 位 、克隆 和利用 广谱 抗稻 瘟病基 因 ,培 育

科技
2 0 1 7 年 第 2 期
水稻稻瘟病抗性基 因及其分子育种研究进展 木
姜 洁锋
( 宁波 市农 业科 学研 究 院 3 4 5 0 4 0 )
摘 要 :稻瘟 病 一 直 是 水 稻 生 产 上 的 一个 难 题 .定 位 、克 隆 和 利 用 广 谱 抗 稻 瘟 病 基 因 ,培 育 多 基 因聚 合 抗 稻 瘟
6 3的 抗 性 频 率 呈 现 逐 年 下 降 的 趋 势 . 依 次 为
9 2 . 6 8 % 、 8 6 . 2 1 % 、 8 8 . 2 8 % 、 4 0 . 4 8 % 、 5 0 . 4 2 % 和
5 3 . 6 1 %.分 析 其 主 要原 因就 是 因 为汕 优 6 3的致 病
发 生 .其 发 病 程 度 因为 稻 瘟 病 生 理 小 种 、水 稻 品
株 出 现 高度 变 异 .但 是 在 复 杂 多 变 的 自然 条 件 下 .稻 瘟病 菌生 理小 种确 实具有 多样 性 和易 于发生
变异 的特点 .所 以 寄主 的定 向选 择是 导致 稻瘟 病生
理 小种 或 者 致 病 类 型多 样 性 的主 要 原 因 i s ] 水 稻
病 品 种 是解 决其 危 害 的最 有 效 的 途 径 。 本 文 系 统 综 述 了稻 瘟 病 发 生 特 点 、 目前 稻 瘟 病 抗 性 基 因 的定 位 和 克 隆 的研 究 进 展 ,以 及分 子 标 记 辅 助 选 择 培 育抗 稻瘟 病 品种 的现 状 ,并 对 进 一 步 利 用抗 稻 瘟 病 基 因进 行 了 展望 。
关 键 词 :稻 瘟 病 ;抗 瘟 基 发 生 及 其 特 点
稻 瘟 病 是 由 Ma g n a p o r t h e g r i s e a f He b e r t) B a r r .( 无性世代: P c u l a r i a g r / s e a ( Co o k e )S a c c . ) 引起 的 真菌性 病害 .是 目前 全世 界各 稻 区最严 重 的 病害之一 … 在 我 国 的所 有 稻 区都 有 不 同程 度 的
稻瘟 病菌 生理 小种 是根 据菌 株对 不 同基 因型 的
个有 毒 基 因或 者新 的生 理小 种使得 该抗 性基 因失
去抗性 .这 也是 一个抗 性 品种种 植几 年 以后 失 去抗 性 的主要 原 因 例如 汕 优 6 3开 始 作 为抗 稻 瘟病 的 杂交水 稻大 面积 推 广后 .在 1 9 8 8 ~ 1 9 9 2年 间 ,汕优
多基 因抗 稻瘟 病 品种 .是 解决 其危 害 的最 有效 的途

列适 宜本 地 区稻瘟 病 生理小 种划 分 的鉴别 体 系 .中
国大 陆选 用 T e t e p( A) 、珍 龙 1 3( B) 、 四丰 4 3 ( c) 、东 农 3 6 3( D) 、关 东 5 1( E) 、合 江 1 8( F ) 、 丽 江新 团黑谷 ( G)等 7个水 稻 品 种作 为我 国稻瘟 病 生 理 小 种 的鉴 别 品种 嘲 稻 瘟 病 生 理 小 种 的 变 异 和水 稻 品种对 稻瘟 病抗 性 的丧失 是导致 稻瘟 病 爆 发 的主要 原 因 。稻瘟病 生理 小种 极其 不稳 定 ,单个 分 生 孢 子 继 续 培 养 .也 会 出现 众 多 不 同 的生 理 小
2 水 稻 稻 瘟 病 抗性 基 因研 究进 展
日本 在 2 0 世纪 6 0年代 中期 率先 开展 了水 稻 品 种抗 稻瘟 病基 因 的分析 和研究 工作 .鉴 定得 到 了最
初 的 8个 抗 性位 点 上 的 1 4个 基 因 .并 建立 了一 整
套 抗 稻 瘟 病 基 因 分 析 的鉴 别 体 系 ( I DCs ,I a p a n s e d i f e r e n t i a l c u l t i v a r s ) 。 随后 。国 际水 稻 研 究 所 和 中 国等 国也 开始 进行 水稻 稻瘟病 抗性 遗传 的 系统性研 究 问 截至 2 0 1 5年 3月 .已至少报 道 了 6 9 个 抗 稻 瘟 病位 点 共 8 4个 主 效抗 病 基 因 这 些 基 因成 簇 地
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