分子标记技术原理及其在杂交水稻中的应用.pdf

全国植物分子育种研讨会摘要集 分子标记技术原理及其在杂交水稻中的应用分子标记技术原理及其在杂交水稻中的应用 何予卿,涂巨民,陈升,姜恭好,张进峰,杨子贤,李一博,高冠军,包亮, 吴昌军,李信,刘士平,徐才国,张启发 （华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室， 湖北武汉，430070） 杂交水稻自 1976 年在生产上应用以来到现在年种植面积达 1500 万公顷以上。然而，杂交水稻 与常规稻一样在生产上也面临着一些主要问题，例如感病性（白叶枯病、稻瘟病和纹枯病） 、感虫 性（螟虫和稻飞虱等） ，品质和产量潜力的提高也是非常重要的。另外对环境适应性（耐高温性、 耐低温和耐旱性） 、水肥利用率、不育系育性稳定性和柱头外露特性等也是杂交水稻在生产上存在 的重要问题。近二十多年来，随着水稻分子生物学的快速发展，水稻分子标记连锁图谱的构建以及 水稻全基因组序列的测序完成，为改良杂交水稻的抗性、品质和产量等提供了重要的技术支撑，也 为实现绿色超级稻的战略设想成为可能。10 多年来，我们围绕培育绿色超级杂交稻的战略设想， 以汕优 63 和两优培九为改良对象，利用分子标记辅助选择将抗螟虫基因、抗稻飞虱基因、抗白叶 枯病基因和品质优良基因等改良杂交水稻的双亲，从达到将这些优异基因聚合到这些杂交水稻中。 主要结果如下： 抗螟虫的遗传改良：以 Bt（Cry1Ab/1Ac）为目的基因，通过转基因技术将其转化明恢 63，获 得了带有抗螟虫Bt基因而不带标记选择基因的转基因材料 TT51，该转基因恢复系及其与三系不育 系所配杂交组合具有高抗水稻鳞翅目害虫（二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等）特性。 抗白叶枯病的遗传改良：通过分子标记辅助选择将广谱高抗白叶枯病基因Xa21和Xa7基因分 别导入明恢 63， 获得了聚合有Xa21基因和Xa7的新恢复系，该恢复系及其所配杂种具有高抗白 叶枯病特性。 抗稻褐飞虱的遗传改良：以 B5 为材料，将Bph14和Bph15基因分别导入明恢 63 和珍汕 97， 获得了抗稻飞虱的新恢复系和不育系，以该抗稻飞虱的不育系和恢复系分别配制的杂交组合，通过 人工接虫试验和大田试验，均表现较好的抗稻褐飞虱特性。 抗稻瘟病的遗传改良：通过人工接种鉴定，证实Pi1和Pi2为广谱高抗稻瘟病基因，同时利用 分子标记辅助选择将Pi1和Pi2导入到目前大面积应用的保持系珍汕 97、川香 29 和培矮 64S 中， 获得了广谱高抗稻瘟病的系列不育系。通过湖北远安稻瘟病自然诱发点试验，证实它们具有全生育 期广谱高抗叶瘟和穗颈瘟等特性。同时利用远安稻瘟病自然条件，发掘了一批高抗稻瘟病新基因。 水稻品质的遗传改良：水稻的品质主要涉及外观品质和食味蒸煮品质等，以粒长基因（GS3） 、 垩白基因（chalk5） 、香味基因（fgr） 、Wx基因、alk基因为主要研究对象，分别改良明恢 63 和珍 汕 97 的外观、食味和蒸煮品质，利用主效等位基因改良该杂交水稻的品质特性。 在以上工作基础之上，进一步利用分子标记辅助选择将抗病基因、抗虫基因、抗稻飞虱基因聚 合，同时将这些优异基因通