水稻抗稻瘟病基因的分子标记与标记辅助育种研究进展

898

2013，29（4）：898～906江苏农业学报（JiangsuJ．ofAgr．Sci．），

http：//www．jsnyxb．com

J］．江苏农业学报，2013，29（4）：898-906．徐未未，王兴，黄永相，等．水稻抗稻瘟病基因的分子标记与标记辅助育种研究进展［doi：10．3969/j．issn．1000-4440．2013．04．036

水稻抗稻瘟病基因的分子标记与标记辅助育种研究进展

徐未未，王

兴，黄永相，蒋世河，李

伟，郭建夫

（广东海洋大学农学院，广东湛江524088）

摘要：

稻瘟病是水稻最严重的病害之一，挖掘和利用广谱持久抗性基因是水稻防治稻瘟病最经济有效的策

略。迄今利用分子标记已定位了78个稻瘟病主效抗性基因，鉴定和开发了一批与抗性基因紧密连锁的DNA标记，克隆了24个稻瘟病抗性基因，开发出10个抗性基因的功能标记。这些连锁的DNA标记和功能标记为水稻抗利用分子标记辅助育种技术已成功培育了多个水稻抗稻瘟病品种或品稻瘟病基因的标记辅助育种奠定了基础，

系。本文综述了精细定位的稻瘟病抗性基因连锁标记、克隆的稻瘟病抗性基因功能标记以及相关辅助育种的研究进展，探讨了水稻稻瘟病抗性基因分子标记利用和标记辅助育种过程中存在的问题和对策。

关键词：

稻瘟病；抗性基因；功能标记；标记辅助育种

S511．03

文献标识码：

A

文章编号：

1000-4440（2013）04-0898-09

中图分类号：

Advancesinmolecularmarkersofblastresistancegenesandmarker-assis-tedbreedinginrice

XUWei-wei，WANGXing，HUANGYong-xiang，JIANGShi-he，LIWei，GUOJian-fu

（CollegeofAgronomy，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China）

Abstract：Riceblastisoneofthemostdevastatingdiseasesinrice．Exploitationandutilizationofbroad-spectrum

resistancegenesareconsideredasthemosteconomicalandeffectivewaystocontrolthedisease．Uptonow，78majorriceblastresistancegeneshavebeenmappedbythemolecularmarkers，andalotofmolecularmarkerstightlylinkedtoresist-ancegeneshavebeendeveloped．24resistancegeneshavebeenclonedandfunctionalmarkersof10clonedgeneshavebeenestablished．ThecloselylinkedDNAmarkersandfunctionalmarkersofresistancegenesarethefoundationofmarker-assistedbreedinginrice，andsomericevarietiesorlineswithresistancetoblasthavebeendevelopedbythistechnology．Thispapersummarizestheresearchadvancesinmolecularmarkersofblastresistancegenesandmarker-assistedbreedinginrice，anddiscussestheproblemsandsolutionsintheapplicationofmolecularmarkersofblastresistancegenesandmarker-assistedbreeding．

Keywords：

riceblast；resistancegene；functionalmarker；marker-assistedbreeding

03-11收稿日期：2013-基金项目：广东省科技计划项目（2012B020301003）；广东省现代农

粤财教（2009）356号］业产业技术体系建设专项［

），作者简介：徐未未（1986-男，河北衡水人，硕士研究生，主要从事水

2383096；（E-mail）稻抗稻瘟病分子育种研究。（Tel）0759-xuwei0012008@163．com

（Tel）0759-2383096；（E-mail）gjf6292@126．com；通讯作者：郭建夫，

李

（Tel）0759-2383096；（E-mail）liw703@126．com伟，

Magnaporthegrisea（Hebert）稻瘟病是由子囊菌［

Barr，无性世代为Pyriculariagrisea（Cooke）Sacc．］引起的广泛发生于世界各稻区的最具毁灭性的水稻

［1-3］

。实践证明，病害之一选育和种植抗瘟性水稻品种是防治稻瘟病最经济有效的途径，而发掘和利用

水稻抗性遗传资源是水稻抗稻瘟病育种的基础。自开展水稻抗稻瘟病基因的遗传研究以来，已有越来越多的稻瘟病抗性基因被定位和克隆，并开发出许

徐未未等：水稻抗稻瘟病基因的分子标记与标记辅助育种研究进展899

多与抗性基因紧密连锁的分子标记或功能标记，同时通过分子标记辅助选择技术（Molecularmarker-assistedselection，MAS）培育了许多抗病品种或品系。本文就稻瘟病抗性基因的精细定位与连锁DNA标记、基因克隆与功能标记开发以及标记辅助育种的研究进展和存在问题等内容进行了综述和探讨，为水稻抗稻瘟病育种提供借鉴和参考。

节。目前在已经定位的几十个抗稻瘟病基因中，已有

［34］

24个稻瘟病抗性基因被克隆，Pit［35］、分别是Pi37、Pish［36］、Pib［26］、Pi21［37］、Pid3［38］、Pi25［39］、Pid2［27］、Pizt［39］、Pi2［39］、Pigm［10］、Pi9［40］、Pi36［41］、Pi5［22］、Pi3［22］、Pii［22］、Pik［42］、Pik-h［31］、Pik-m［30］、Pik-p［43］、

［26］Pi1［24］、Pia［44］、Pb1［45］、Pita［46］，其中Wang等通过图位克隆的方法分离了第一个稻瘟病抗性基因Pib，

1水稻抗稻瘟病基因的精细定位和连锁标记

自20世纪60年代日本开展水稻抗稻瘟病基因的遗传研究以来，已陆续发现和定位了多个抗稻瘟病基因。随着分子标记种类和数量的不断增加，稻瘟病抗性基因的定位及克隆得到了迅猛发展，目前对稻瘟病主效抗性基因的研究较多，已有78个主效基因被定位。这些基因成簇地分布于除第3染色体外的其他染色体上，而且同一染色体含有多个抗性基因，有些位点

［4］

上的基因或是等位或是紧密连锁。稻瘟病抗性基因的精细定位是分离基因和进行分子标记辅助选择育种

［5］

的工作基础。如He等利用设计的分子标记H2和H66，将粤晶丝苗2号的Pi55基因精细定位在H2与H66之间，1.5cM；Xiao与H2和H66分别相距0.4cM、［6］

等设计了InDel标记Ind306，把Pi51基因精细定位在第6染色体的Ind306与RM19818之间的100.8kb

［7］

的区域内；Liu等在第12号染色体设计出了2个CRG标记39M11和3M922，将Pi39基因精细定位在39M11和3M922之间，遗传距离都为0.09cM；Berruyer［8］

等通过抗病品种IR64和易感品种Azucena杂交构建

将Pi33基因的DH群体结合开发的SSR标记Y2643L，

定位于第8染色体的短臂上，距Y2643L0.9cM，距

R18130.7cM；Koide等［9］把Pia基因定位于第11染色体RM26281和一个新开发的SSR标记82N19365之间

［10］

的140kb区域；Deng等把来自于谷梅4号的广谱抗性基因Pigm定位于水稻第6染色体上，位于两个新开发的CAPS标记C5483与C0428之间的70kb区间内，

Pi9紧密连锁或等位。目前已精细定位的稻瘟与Pi2、

病抗性基因及其紧密连锁的分子标记详见表1。稻瘟病抗性基因的精细定位为图位克隆和标记辅助选择奠定了基础。

Pib位于第2染色体上，LRR类抗性基因，属于NBS-包括2个内含子和3个外显子，编码一个由1251个Pib属多基因家族，包括Pib、氨基酸组成的多肽，

PibH8等2个基因。Bryan等［46］利用图位克隆从粳mochi中分离得到了第二个抗性基因稻品种Yashiro-Pita，它位于第12染色体，包含2个外显子和1个内含子，编码一个长度为928个氨基酸的细胞质膜受体

蛋白。随后不断有多个稻瘟病抗性基因被克隆。最近Hua等

克隆了一个广谱抗稻瘟病基因Pi1，它来

源于籼稻品系C101LAC，位于水稻第11染色体，由2

［24］

LRR类基因个紧密连锁且具有完全 …… 此处隐藏：3564字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……