利用Pi9基因与MAS技术培育抗稻瘟病水稻新品系及杂交种

利用Pi9基因与MAS技术培育抗稻瘟病水稻新品系及杂交种由子囊真菌（Magnaportheoryzae）引发的稻瘟病,因其发病范围广、发病速度快、病情破坏性大,致使水稻大幅度减产,目前已成为水稻高产稳产的重要限制因素之一。实践证明,合理利用已发掘的抗病基因培育抗谱广、抗性持久的抗病品种是控制此病害最为经济、高效、安全的手段。本研究根据已克隆的广谱持久抗瘟基因Pi9的序列设计特异功能标记Ins2-1、MS-1、Clon2-1,通过分子标记辅助选择结合多年连续回交育种,定向改良43份水稻受体亲本材料的稻瘟病抗性。获得如下主要结果:1.本研究根据已克隆的广谱持久抗瘟基因Pi9的序列设计特异功能标记MS-1、Ins2-1、Clon2-1,其中Ins2-1、MS-1为显性标记,Clon2-1为共显性标记,用3个标记在43份受体亲本与供体亲本75-1-127之间进行多态分析,多态率依次为90.7%、93.02%、74.42%。经基因型表型对比分析,Ins2-1、MS-1、Clon2-1标记对3个回交群体稻瘟病抗性表型选择效率均可达到100%。2.田间病圃自然抗性鉴定结果表明,供试受体亲本稻瘟病抗性不强,均表现出不同级别的感病,有必要对其稻瘟病抗性进行改良;利用30份稻瘟菌菌株对Pi9供体亲本75-1-127、感病对照材料CO39、5份水稻受体材料进行室内接种表型鉴定得到抗谱。结果表明,受体亲本抗性频率均低于55%,且部分受体亲本抗谱与供体亲本75-1-127抗谱存在互补。3.2015年通过分子基因型鉴定、病圃表型鉴定、大田农艺性状考察,从10个R288/75-1-127BC₆F₃株系、18个E32/75-1-127BC₆F₃株系、10个R389/75-1-127BC₆F₃株系、10个R599/75-1-127BC₆F₃株系中分别筛选出1个遗传背景与受体亲本非常接近的抗病纯系,分别命名为“R288-Pi9”、“E32-Pi9”、“R599-Pi9”、“R389-Pi9”,并用这4个抗病纯系及其受体亲本与相应不育系配制杂交种8份。此外,从10个丰源B/75-1-127BC₆F₃挑选出1个抗病纯系,命名为“丰源B-Pi9”,并用之改良三系不育系丰源A的稻瘟病抗性。4.2016年,用8份杂交种进行小区栽培试验,分析杂交种稻瘟病抗性及主要农艺产量性状。经分析表明:抗稻瘟病基因Pi9在R288、E32、R599、R389的遗传背景下抗性表达完全,改良抗病恢复系纯系（R288-Pi9、E32-Pi9、R599-Pi9、R389-Pi9）相比4个受体亲本稻瘟病抗性得到显著提高;培两优288-Pi9、培两优E32-Pi9、Y两优599-Pi9、两优389-Pi9改良的抗病组合相比培两优288、培两优E32、Y两优599、两优389传统组合的主要农艺性状和配合力相近,而稻瘟病病抗性得到了显著提高。5.利用MS-1、Ins2-1、Clon2-1等分子标记连续多年开展MAS回交育种,考察田间综合农艺性状,于2016年底,共获得11个回交组合的高代纯系群体,并用之与多个不育系配组,所得杂交种40余份;此外,还有3份