水稻稻瘟病抗性基因座Piz和Pik的探秘之旅

水稻稻瘟病抗性基因座Piz和Pik的探秘之旅
作者：***
来源：《福建农业科技》2022年第05期
摘要：由稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是我国乃至世界水稻生产上的重要病害。

目前生产上主要有栽培管理、化学药剂和选用抗病品种等防治方法，其中利用抗病基因培育抗病品种已被证实为最经济有效和环境友好的选择。

回顾了本课题组在过去10多年利用分子生物学和多组学等研究技术，在抗性基因筛选、鉴定和应用以及抗病机制解析方面的工作。

另外，还综述了近年来关于水稻抗性基因和稻瘟病菌无毒基因方面的研究进展，以及与抗病基因Piz-t相关的物质和代谢途径，如五羟色胺和色氨酸途径等。

这些信息有望为水稻分子设计抗病育种提供参考。

关键词：稻瘟病;抗性基因;Piz基因座;Pik基因座;标记辅助育种;五羟色胺
中图分类号：S 511文献标志码：A文章编号：0253-2301（2022）05-0001-11
DOI： 10.13651/ki.fjnykj.2022.05.001
Exploration of the Rice Blast Resistance Gene Loci Piz and Pik in Rice
TIAN Da-gang
（Biotechnology Research Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou，Fujian 350003， China）
Abstract： The rice blast， caused by Magnaporthe oryzae， is a main disease on rice production in China and even in the world. At present， the control methods including the cultivation management， chemical agents and the selection of disease-resistant varieties were mainly used in production to prevent and control the rice blast. Among them， the breeding of the disease-resistant varieties with disease-resistant genes has been proved to be the most economical effective and environmentally friendly choice. In this paper， the research work of our team in the screening，identification and application of resistance genes and the analysis of resistance mechanisms by using the techniques such as molecular biology and multi-omics analysis in the past 10 years were reviewed. In addition， the research progress of rice resistance genes and the avirulence genes of Magnaporthe oryzae in recent years were summarized， as well as the substances and metabolic pathways related to the resistance gene Piz-t， such as 5-hydroxytryptamineand tryptophan pathway. These information would be expected to provide reference for the molecular design of the disease-resistant breading in rice.
Key words： Rice blast; Resistance genes; Piz locus; Pik locus; Marker-assisted breeding; 5-hydroxytryptamine
由稻瘟病菌引起的水稻稻瘟病是水稻生产上最具破坏性的病害之一。

在流行年份大大降低了水稻产量和稻米品质，病害暴发时几乎无法控制。

对水稻生产者来说，避免由此造成的经济损失是一个巨大的挑战。

在防治该病害的措施中，培育抗稻瘟病品种是经济和环境友好的首选策略[1] 。

水稻对稻瘟病的抗性符合“基因对基因”互作模式，这使得抗性基因会因稻瘟病菌生理小种的快速变异而快速失去抗性，并由此导致抗病育种的进展缓慢，严重地影响了农业生产的需求。

因此，不断挖掘和利用新型稻瘟病抗性基因，将有助于解决这一难题。

自20世纪末以来，分子遗传学技术在农作物上的应用大大加快了水稻抗稻瘟病研究的步伐。

目前，水稻中已有超过130个抗性基因和350个数量性状位点（QTL）定位在所有染色体上[2-3] ;然而，大多数抗性基因的抗性水平较低，大部分功能还有待验证。

在水稻中目前已克隆的26个主效抗性基因中，大多数编码具有核苷酸结合位点（NBS）和富亮氨酸重复结合域（LRR）的蛋白质，并且许多NBS-LRR型抗性基因作为等位基因位于同一基因座上[4] ，其中以第6染色体的Piz基因座和第11染色体的Pik基因座最为突出。

Piz基因座含有Pi9、Pi2、Pi50、Piz-t和Pigm等抗性基因，Pik基因座包含Pi1、Pik、Pik-m、Pik-p、Pik-s、Pik-h和Pike 等抗性基因，這两个基因座的大多数基因已被证实具有广谱抗性，在抗病育种中具有较大的应用潜力[5-6] 。

Piz和Pik基因座上的稻瘟病抗性基因
Pi9、Piz-t和Pik/km/kp的有效性取决于其对应的无毒基因AVR-Pi9、AVR-Piz-t和AVR-Pik/km/kp ，目前已发现AVR-Pik主要有AVR-Pik-A、AVR-Pik-B、AVR-Pik-C、AVR-Pik-D、AVR-Pik-E和AVR-Pik-F等多个等位基因，并有报道AVR-Pik/km/kp和AVR-Piz-t通过基因获得/缺失、碱基替换和转座子插入等多种方式来逃避抗性基因的识别[7-11] 。

为促进Piz和Pik基因座上的功能基因在生产上的广泛应用，本课题组自2008年以来采用分子生物学、植物病理学和多组学的研究方法，一直在对它们的抗性机制和育种应用进行相关的研究。

本文回顾了本课题组在稻瘟病抗性基因鉴定与筛选、新型抗性基因挖掘、功能基因标记开发和标记辅助改良抗性等方面的研究工作，以及水稻抗病基因及稻瘟病菌无毒基因的研究进展。

1水稻稻瘟病抗性资源的筛选与鉴定
由于稻瘟病菌的遗传复杂性和易变性等特点，造成利用单一主效基因的抗病品种在推广应用3～5年后易丧失抗性，引起病害的暴发和流行。

因此，寻找广谱抗性的抗源、挖掘及利用新抗病基因是解决问题的关键。

常规的抗性基因筛选利用不同的稻瘟病菌生理小种从地方品种、栽培品种或野生稻群体中进行鉴定[12] ，这种依据发病表型的筛选方法费时费力，不适宜于大规模种质资源鉴定。

通过在稻瘟病重发区的田间自然鉴定，可简便快捷地初选出抗性材料，再结合基于PCR 的分子标记鉴定，在确定含有已克隆基因材料的同时，可筛选出可能含有的新抗性基因种质资源。

目前，该方法已用于Piz和Pik基因座的功能基因的鉴定中[13-15] 。

例如，福建省沙县富口镇良种场位于沙县西北部，水稻生长季节高温高湿，是稻瘟病重发、多发区，本课题组在该地从2009-2011年间对1092份不同类型水稻种质资源进行了田间苗叶瘟和穗茎瘟的自然鉴定，筛选到中抗以上的种质资源344份;同时，利用已报道的抗性基因分子标记，确定了部分抗性种质资源源于已知的抗性基因[16] 。

进一步为挖掘新的抗病基因，本课题组还对筛选出来的谷丰A、闽北晚籼和02428等抗性资源进行遗传分析，确定谷丰A抗性不仅源于Pigm、Pid2和Pid3等已知基因[17] ，还可能含有新基因[18-19] ，闽北晚籼的抗性主要由Pigm基因贡献，而02428中发现了新单倍型的抗性基因pi21[20] 。

全基因组关联研究（GWAS）有助于理解复杂数量性状和遗传变异[21-23] 。

在水稻中，GWAS结合高通量测序和基因敲除技术已被用于快速鉴定影响产量、抽穗期、芒长和其他农艺性状的新功能基因[24-25] 。

近年来，GWAS在定位水稻抗稻瘟病基因中也得到了广泛的应用。

如陈学伟等[26] 挖掘到1个调控广谱抗病的C2H2转录因子Bsr-d1;Wang等[27] 利用从中国各地收集的16个典型稻瘟病菌株，在籼稻群体中鉴定到30个与稻瘟病抗性相关的位点;Wang等[28] 通过对低SSR标记覆盖率的151份材料进行GWAS分析，确定了21个与稻瘟病抗性有关的位点，其中6个位于与已克隆的稻瘟病抗性基因的区域;Guo等[29] 在对同样是SSR标记覆盖率较低的227个粳稻的稻瘟病抗性基因分析中，确定13个显著位点，其中8个是以前报道的稻瘟病抗性基
因;Raboin等[30] 通过对150份热带粳稻和190份籼稻品种的田间抗性评价，分别在粳稻品种的第1号、12号染色体和籼稻品种的第8号染色体上定位到3个显著的位点，并确定了2个候选基因;Kang等[31] 和Zhu等[32] 分别通过在室内用5个不同的稻瘟病菌株进行接种试验及在3个水稻主产区对5个主要栽培稻亚群体的420份代表性材料进行田间自然发病鉴定，前者鉴
定出97个稻瘟病抗性位点，其中82个属于未报道的基因;田间鉴定出的16个稻瘟病抗性位點中，有13个也是未报道的基因。

Lin等[33] 利用RDP I和两个台湾稻瘟病菌株，鉴定出32个与抗瘟性有关的QTLs，其中22个与先前报道的抗性基因或QTLs重合;此外，Li等[34] 利用3个中国菌株对RDP I进行了稻瘟病抗性的GWAS分析，鉴定到56个QTLs，其中1个对所有3个菌株都具有抗性，并被确定含有一个新的Pik等位基因;而Liu等[35] 利用3个稻瘟病菌株对RDP II做了抗性鉴定，确定了27个与稻瘟病抗性相关的位点，其中22个为未报道的基因，并确定了1个新的抗性基因，该基因可对稻瘟病产生部分抗性。

以上这些研究成果表明，GWAS 技术是鉴定水稻稻瘟病新抗原的强有力工具。

本课题组利用过去50年来积累的120份南方稻区主栽品种的测序数据，通过关联室内外稻瘟病抗性鉴定，获得了多个显著的区间，其中包括3个已克隆的稻瘟病抗性基因和1个新的位点（图1A）。

2水稻稻瘟病抗性基因与稻瘟病菌无毒基因的互作
Pi9、Piz-t和Pik/km/kp的有效性取决于其对应的无毒基因AVR-Pi9、AVR-Piz-t和AVR-Pik/km/kp ，目前已发现AVR-Pik主要有AVR-Pik-A、AVR-Pik-B、AVR-Pik-C、AVR-Pik-D、AVR-Pik-E和AVR-Pik-F等多个等位基因，并有报道AVR-Pik/km/kp和AVR-Piz-t通过基因获得/缺失、碱基替换和转座子插入等多种方式来逃避抗性基因的识别[7-11] 。

为促进Piz和Pik基因座上的功能基因在生产上的广泛应用，本课题组自2008年以来采用分子生物学、植物病理学和多组学的研究方法，一直在对它们的抗性机制和育种应用进行相关的研究。

本文回顾了本课题组在稻瘟病抗性基因鉴定与筛选、新型抗性基因挖掘、功能基因标记开发和标记辅助改良抗性等方面的研究工作，以及水稻抗病基因及稻瘟病菌无毒基因的研究进展。

1水稻稻瘟病抗性资源的筛选与鉴定
由于稻瘟病菌的遗传复杂性和易变性等特点，造成利用单一主效基因的抗病品种在推广应用3～5年后易丧失抗性，引起病害的暴发和流行。

因此，寻找广谱抗性的抗源、挖掘及利用新抗病基因是解决问题的关键。

常规的抗性基因筛选利用不同的稻瘟病菌生理小种从地方品种、栽培品种或野生稻群体中进行鉴定[12] ，这种依据发病表型的筛选方法费时费力，不适宜于大规模种质资源鉴定。

通过在稻瘟病重发区的田间自然鉴定，可简便快捷地初选出抗性材料，再结合基于PCR 的分子标记鉴定，在确定含有已克隆基因材料的同时，可筛选出可能含有的新抗性基因种质资源。

目前，该方法已用于Piz和Pik基因座的功能基因的鉴定中[13-15] 。

例如，福建省沙县富口镇良种场位于沙县西北部，水稻生长季节高温高湿，是稻瘟病重发、多发区，本课题组在该地从2009-2011年间对1092份不同类型水稻种质资源进行了田间苗叶瘟和穗茎瘟的自然鉴定，筛选到中抗以上的种质资源344份;同时，利用已报道的抗性基因分子标记，确定了部分抗性种质资源源于已知的抗性基因[16] 。

进一步为挖掘新的抗病基因，本课题组还对筛选出来
的谷丰A、闽北晚籼和02428等抗性资源进行遗传分析，确定谷丰A抗性不仅源于Pigm、Pid2和Pid3等已知基因[17] ，还可能含有新基因[18-19] ，闽北晚籼的抗性主要由Pigm基因贡献，而02428中发现了新单倍型的抗性基因pi21[20] 。

全基因组关联研究（GWAS）有助于理解复杂数量性状和遗传变异[21-23] 。

在水稻中，GWAS结合高通量测序和基因敲除技术已被用于快速鉴定影响产量、抽穗期、芒长和其他农艺性状的新功能基因[24-25] 。

近年来，GWAS在定位水稻抗稻瘟病基因中也得到了广泛的应用。

如陈学伟等[26] 挖掘到1个调控广谱抗病的C2H2转录因子Bsr-d1;Wang等[27] 利用从中国各地收集的16个典型稻瘟病菌株，在籼稻群体中鉴定到30个与稻瘟病抗性相關的位点;Wang等[28] 通过对低SSR标记覆盖率的151份材料进行GWAS分析，确定了21个与稻瘟病抗性有关的位点，其中6个位于与已克隆的稻瘟病抗性基因的区域;Guo等[29] 在对同样是SSR标记覆盖率较低的227个粳稻的稻瘟病抗性基因分析中，确定13个显著位点，其中8个是以前报道的稻瘟病抗性基
因;Raboin等[30] 通过对150份热带粳稻和190份籼稻品种的田间抗性评价，分别在粳稻品种的第1号、12号染色体和籼稻品种的第8号染色体上定位到3个显著的位点，并确定了2个候选基因;Kang等[31] 和Zhu等[32] 分别通过在室内用5个不同的稻瘟病菌株进行接种试验及在3个水稻主产区对5个主要栽培稻亚群体的420份代表性材料进行田间自然发病鉴定，前者鉴定出97个稻瘟病抗性位点，其中82个属于未报道的基因;田间鉴定出的16个稻瘟病抗性位点中，有13个也是未报道的基因。

Lin等[33] 利用RDP I和两个台湾稻瘟病菌株，鉴定出32个与抗瘟性有关的QTLs，其中22个与先前报道的抗性基因或QTLs重合;此外，Li等[34] 利用3个中国菌株对RDP I进行了稻瘟病抗性的GWAS分析，鉴定到56个QTLs，其中1个对所有3个菌株都具有抗性，并被确定含有一个新的Pik等位基因;而Liu等[35] 利用3个稻瘟病菌株对RDP II做了抗性鉴定，确定了27个与稻瘟病抗性相关的位点，其中22个为未报道的基因，并确定了1个新的抗性基因，该基因可对稻瘟病产生部分抗性。

以上这些研究成果表明，GWAS 技术是鉴定水稻稻瘟病新抗原的强有力工具。

本课题组利用过去50年来积累的120份南方稻区主栽品种的测序数据，通过关联室内外稻瘟病抗性鉴定，获得了多个显著的区间，其中包括3个已克隆的稻瘟病抗性基因和1个新的位点（图1A）。

2水稻稻瘟病抗性基因与稻瘟病菌无毒基因的互作
Pi9、Piz-t和Pik/km/kp的有效性取决于其对应的无毒基因AVR-Pi9、AVR-Piz-t和AVR-Pik/km/kp ，目前已发现AVR-Pik主要有AVR-Pik-A、AVR-Pik-B、AVR-Pik-C、AVR-Pik-D、AVR-Pik-E和AVR-Pik-F等多个等位基因，并有报道AVR-Pik/km/kp和AVR-Piz-t通过基因获得/缺失、碱基替换和转座子插入等多种方式来逃避抗性基因的识别[7-11] 。

为促进Piz和Pik基因座上的功能基因在生产上的广泛应用，本课题组自2008年以来采用分子生物学、植物病理学和多组学的研究方法，一直在对它们的抗性机制和育种应用进行相关的研究。

本文回顾了本课题组在稻瘟病抗性基因鉴定与筛选、新型抗性基因挖掘、功能基因标
记开发和标记辅助改良抗性等方面的研究工作，以及水稻抗病基因及稻瘟病菌无毒基因的研究进展。

1水稻稻瘟病抗性资源的筛选与鉴定
由于稻瘟病菌的遗传复杂性和易变性等特点，造成利用单一主效基因的抗病品种在推广应用3～5年后易丧失抗性，引起病害的暴发和流行。

因此，寻找广谱抗性的抗源、挖掘及利用新抗病基因是解决问题的关键。

常规的抗性基因筛选利用不同的稻瘟病菌生理小种从地方品种、栽培品种或野生稻群体中进行鉴定[12] ，这种依据发病表型的筛选方法费时费力，不适宜于大规模种质资源鉴定。

通过在稻瘟病重发区的田间自然鉴定，可简便快捷地初选出抗性材料，再结合基于PCR 的分子标记鉴定，在确定含有已克隆基因材料的同时，可筛选出可能含有的新抗性基因种质资源。

目前，该方法已用于Piz和Pik基因座的功能基因的鉴定中[13-15] 。

例如，福建省沙县富口镇良种场位于沙县西北部，水稻生长季节高温高湿，是稻瘟病重发、多发区，本课题组在该地从2009-2011年间对1092份不同类型水稻种质资源进行了田间苗叶瘟和穗茎瘟的自然鉴定，筛选到中抗以上的种质资源344份;同时，利用已报道的抗性基因分子标记，确定了部分抗性种质资源源于已知的抗性基因[16] 。

进一步为挖掘新的抗病基因，本课题组还对筛选出来的谷丰A、闽北晚籼和02428等抗性资源进行遗传分析，确定谷丰A抗性不仅源于Pigm、Pid2和Pid3等已知基因[17] ，还可能含有新基因[18-19] ，闽北晚籼的抗性主要由Pigm基因贡献，而02428中发现了新单倍型的抗性基因pi21[20] 。

全基因组关联研究（GWAS）有助于理解复杂数量性状和遗传变异[21-23] 。

在水稻中，GWAS结合高通量测序和基因敲除技术已被用于快速鉴定影响产量、抽穗期、芒长和其他农艺性状的新功能基因[24-25] 。

近年来，GWAS在定位水稻抗稻瘟病基因中也得到了广泛的应用。

如陈学伟等[26] 挖掘到1个调控广谱抗病的C2H2转录因子Bsr-d1;Wang等[27] 利用从中国各地收集的16個典型稻瘟病菌株，在籼稻群体中鉴定到30个与稻瘟病抗性相关的位点;Wang等[28] 通过对低SSR标记覆盖率的151份材料进行GWAS分析，确定了21个与稻瘟病抗性有关的位点，其中6个位于与已克隆的稻瘟病抗性基因的区域;Guo等[29] 在对同样是SSR标记覆盖率较低的227个粳稻的稻瘟病抗性基因分析中，确定13个显著位点，其中8个是以前报道的稻瘟病抗性基
因;Raboin等[30] 通过对150份热带粳稻和190份籼稻品种的田间抗性评价，分别在粳稻品种的第1号、12号染色体和籼稻品种的第8号染色体上定位到3个显著的位点，并确定了2个候选基因;Kang等[31] 和Zhu等[32] 分别通过在室内用5个不同的稻瘟病菌株进行接种试验及在3个水稻主产区对5个主要栽培稻亚群体的420份代表性材料进行田间自然发病鉴定，前者鉴定出97个稻瘟病抗性位点，其中82个属于未报道的基因;田间鉴定出的16个稻瘟病抗性位点中，有13个也是未报道的基因。

Lin等[33] 利用RDP I和两个台湾稻瘟病菌株，鉴定出32个与抗瘟性有关的QTLs，其中22个与先前报道的抗性基因或QTLs重合;此外，Li等[34] 利用3
个中国菌株对RDP I进行了稻瘟病抗性的GWAS分析，鉴定到56个QTLs，其中1个对所有3个菌株都具有抗性，并被确定含有一个新的Pik等位基因;而Liu等[35] 利用3个稻瘟病菌株对RDP II做了抗性鉴定，确定了27个与稻瘟病抗性相关的位点，其中22个为未报道的基因，并确定了1个新的抗性基因，该基因可对稻瘟病产生部分抗性。

以上这些研究成果表明，GWAS 技术是鉴定水稻稻瘟病新抗原的强有力工具。

本课题组利用过去50年来积累的120份南方稻区主栽品种的测序数据，通过关联室内外稻瘟病抗性鉴定，获得了多个显著的区间，其中包括3个已克隆的稻瘟病抗性基因和1个新的位点（图1A）。

2水稻稻瘟病抗性基因与稻瘟病菌无毒基因的互作
Pi9、Piz-t和Pik/km/kp的有效性取決于其对应的无毒基因AVR-Pi9、AVR-Piz-t和AVR-Pik/km/kp ，目前已发现AVR-Pik主要有AVR-Pik-A、AVR-Pik-B、AVR-Pik-C、AVR-Pik-D、AVR-Pik-E和AVR-Pik-F等多个等位基因，并有报道AVR-Pik/km/kp和AVR-Piz-t通过基因获得/缺失、碱基替换和转座子插入等多种方式来逃避抗性基因的识别[7-11] 。

为促进Piz和Pik基因座上的功能基因在生产上的广泛应用，本课题组自2008年以来采用分子生物学、植物病理学和多组学的研究方法，一直在对它们的抗性机制和育种应用进行相关的研究。

本文回顾了本课题组在稻瘟病抗性基因鉴定与筛选、新型抗性基因挖掘、功能基因标记开发和标记辅助改良抗性等方面的研究工作，以及水稻抗病基因及稻瘟病菌无毒基因的研究进展。

1水稻稻瘟病抗性资源的筛选与鉴定
由于稻瘟病菌的遗传复杂性和易变性等特点，造成利用单一主效基因的抗病品种在推广应用3～5年后易丧失抗性，引起病害的暴发和流行。

因此，寻找广谱抗性的抗源、挖掘及利用新抗病基因是解决问题的关键。

常规的抗性基因筛选利用不同的稻瘟病菌生理小种从地方品种、栽培品种或野生稻群体中进行鉴定[12] ，这种依据发病表型的筛选方法费时费力，不适宜于大规模种质资源鉴定。

通过在稻瘟病重发区的田间自然鉴定，可简便快捷地初选出抗性材料，再结合基于PCR 的分子标记鉴定，在确定含有已克隆基因材料的同时，可筛选出可能含有的新抗性基因种质资源。

目前，该方法已用于Piz和Pik基因座的功能基因的鉴定中[13-15] 。

例如，福建省沙县富口镇良种场位于沙县西北部，水稻生长季节高温高湿，是稻瘟病重发、多发区，本课题组在该地从2009-2011年间对1092份不同类型水稻种质资源进行了田间苗叶瘟和穗茎瘟的自然鉴定，筛选到中抗以上的种质资源344份;同时，利用已报道的抗性基因分子标记，确定了部分抗性种质资源源于已知的抗性基因[16] 。

进一步为挖掘新的抗病基因，本课题组还对筛选出来的谷丰A、闽北晚籼和02428等抗性资源进行遗传分析，确定谷丰A抗性不仅源于Pigm、Pid2和Pid3等已知基因[17] ，还可能含有新基因[18-19] ，闽北晚籼的抗性主要由Pigm基因贡献，而02428中发现了新单倍型的抗性基因pi21[20] 。

全基因组关联研究（GWAS）有助于理解复杂数量性状和遗传变异[21-23] 。

在水稻中，GWAS结合高通量测序和基因敲除技术已被用于快速鉴定影响产量、抽穗期、芒长和其他农艺性状的新功能基因[24-25] 。

近年来，GWAS在定位水稻抗稻瘟病基因中也得到了广泛的应用。

如陈学伟等[26] 挖掘到1个调控广谱抗病的C2H2转录因子Bsr-d1;Wang等[27] 利用从中国各地收集的16个典型稻瘟病菌株，在籼稻群体中鉴定到30个与稻瘟病抗性相关的位点;Wang等[28] 通过对低SSR标记覆盖率的151份材料进行GWAS分析，确定了21个与稻瘟病抗性有关的位点，其中6个位于与已克隆的稻瘟病抗性基因的区域;Guo等[29] 在对同样是SSR标记覆盖率较低的227个粳稻的稻瘟病抗性基因分析中，确定13个显著位点，其中8个是以前报道的稻瘟病抗性基
因;Raboin等[30] 通过对150份热带粳稻和190份籼稻品种的田间抗性评价，分别在粳稻品种的第1号、12号染色体和籼稻品种的第8号染色体上定位到3个显著的位点，并确定了2个候选基因;Kang等[31] 和Zhu等[32] 分别通过在室内用5个不同的稻瘟病菌株进行接种试验及在3个水稻主产区对5个主要栽培稻亚群体的420份代表性材料进行田间自然发病鉴定，前者鉴定出97个稻瘟病抗性位点，其中82个属于未报道的基因;田间鉴定出的16个稻瘟病抗性位点中，有13个也是未报道的基因。

Lin等[33] 利用RDP I和两个台湾稻瘟病菌株，鉴定出32个与抗瘟性有关的QTLs，其中22个与先前报道的抗性基因或QTLs重合;此外，Li等[34] 利用3个中国菌株对RDP I进行了稻瘟病抗性的GWAS分析，鉴定到56个QTLs，其中1个对所有3个菌株都具有抗性，并被确定含有一个新的Pik等位基因;而Liu等[35] 利用3个稻瘟病菌株对RDP II做了抗性鉴定，确定了27个与稻瘟病抗性相关的位点，其中22个为未报道的基因，并确定了1个新的抗性基因，该基因可对稻瘟病产生部分抗性。

以上这些研究成果表明，GWAS 技术是鉴定水稻稻瘟病新抗原的强有力工具。

本课题组利用过去50年来积累的120份南方稻区主栽品种的测序数据，通过关联室内外稻瘟病抗性鉴定，获得了多个显著的区间，其中包括3个已克隆的稻瘟病抗性基因和1个新的位点（图1A）。

2水稻稻瘟病抗性基因与稻瘟病菌无毒基因的互作
Pi9、Piz-t和Pik/km/kp的有效性取决于其对应的无毒基因AVR-Pi9、AVR-Piz-t和AVR-Pik/km/kp ，目前已发现AVR-Pik主要有AVR-Pik-A、AVR-Pik-B、AVR-Pik-C、AVR-Pik-D、AVR-Pik-E和AVR-Pik-F等多个等位基因，并有报道AVR-Pik/km/kp和AVR-Piz-t通过基因获得/缺失、碱基替换和转座子插入等多种方式来逃避抗性基因的识别[7-11] 。

为促进Piz和Pik基因座上的功能基因在生产上的广泛应用，本课题组自2008年以来采用分子生物学、植物病理学和多组学的研究方法，一直在对它们的抗性机制和育种应用进行相关的研究。

本文回顾了本课题组在稻瘟病抗性基因鉴定与筛选、新型抗性基因挖掘、功能基因标记开发和标记辅助改良抗性等方面的研究工作，以及水稻抗病基因及稻瘟病菌无毒基因的研究进展。

1水稻稻瘟病抗性资源的筛选与鉴定。