【摘 要】
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水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,是全世界近半数人口的主食。黑龙江省是中国水稻生产面积最大的省份之一,近些年来由于稻瘟病的频发,导致水稻大面积减产,严重影响了水稻生产和国家粮食安全。水稻品种空育131具有产量高、早熟、米质优良、耐冷等特点,适宜在寒区种植,但空育131不含有有效的稻瘟病抗性基因,严重受到稻瘟病的危害。Pi2是被定位于水稻第6号染色体着丝粒区域附近,是广谱、主效抗稻瘟病基因。Pi9
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水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,是全世界近半数人口的主食。黑龙江省是中国水稻生产面积最大的省份之一,近些年来由于稻瘟病的频发,导致水稻大面积减产,严重影响了水稻生产和国家粮食安全。水稻品种空育131具有产量高、早熟、米质优良、耐冷等特点,适宜在寒区种植,但空育131不含有有效的稻瘟病抗性基因,严重受到稻瘟病的危害。Pi2是被定位于水稻第6号染色体着丝粒区域附近,是广谱、主效抗稻瘟病基因。Pi9基因是来自于小粒野生稻,具有广谱高抗的抗稻瘟病基因。本实验将抗稻瘟病基因Pi9和Pi2分别导入到空育131中,利用MAS育种技术,培育出抗稻瘟病基因导入系空育131（Pi2）和空育131（Pi9）,利用DNA指纹法对其鉴定,并对导入系进行田间农艺性状调查,结合Sanger测序方法和全基因组测序,直接鉴定空育131（Pi2）和空育131（Pi9）抗病基因的存在。主要研究结果如下:1、从空育131的病样中筛选出可鉴定水稻中是否含有Pi2和Pi9基因的稻瘟病菌株,分别命名为Mg HD（Pi2）和Mg HD（Pi9）。建立了水稻Pi2基因导入系及Pi9基因导入系的MAS鉴定选择体系。筛选到Pi2前景选择标记AP22,Pi9前景选择标记AP5930。从300对SSR标记中,筛选出48对可用于Pi2基因导入系背景选择的SSR标记,26对可用于空育131（Pi9）背景选择的SSR标记。利用筛选出的SSR标记和稻瘟病单胞菌株对空育131（Pi2）和空育131（Pi9）BC8F3世代植株进行分子标记间接鉴定和稻瘟病接种直接鉴定,最终分别筛选出了含有抗稻瘟病基因Pi2和Pi9且目的基因两侧未发生交换、遗传背景恢复率为100%的品系,分别为空育131（Pi2）-1、空育131（Pi2）-2、空育131（Pi2）-3和空育131（Pi9）-1、空育131（Pi9）-2、空育131（Pi9）-3。2、利用DNA指纹法对空育131（Pi2）和空育131（Pi9）进行品种鉴定,空育131（Pi2）与空育131无差异为极近似品种或相同品种,空育131（Pi9）与空育131也未有差异,为极近似品种或相同品种。3、对空育131（Pi2）-1、空育131（Pi2）-2、空育131（Pi2）-3和空育131（Pi9）-1、空育131（Pi9）-2、空育131（Pi9）-3进行田间农艺性状考察及产量测定,从中筛选出农艺性状与空育131一致且产量高的品系,分别为空育131（Pi2）-3和空育131（Pi9）-3,将其作为最终推广的品系以及后续实验材料。4、对筛选得到的空育131（Pi2）和空育131（Pi9）品系进行耐冷性和群体稻瘟病抗性鉴定。通过对空育131（Pi2）和空育131（Pi9）在发芽期、苗期、孕穗期耐冷性鉴定,鉴定出水稻导入系空育131（Pi2）和空育131（Pi9）具有良好的耐冷性,与空育131基本一致。利用Mg HD（Pi2）和Mg HD（Pi9）稻瘟病单孢菌株对导入系水稻进行群体稻瘟病抗性鉴定,空育131（Pi2）和空育131（Pi9）叶瘟病的发病指数远低于空育131,对稻瘟病具有较强的抗性。5、通过Sanger测序方法分别对目的基因Pi2和Pi9进行分子直接鉴定,检测与MAS检测结果一致。通过全基因组测序对空育131（Pi2）、空育131（Pi9）进行背景扫描,将空育131（Pi2）和空育131（Pi9）12条染色体上基因序列分别与空育131进行对比,空育131（Pi2）和空育131（Pi9）分别与空育131在3号和6号基因序列有差异。两个导入系6号染色体差异片段区域分别含有目的Pi2和Pi9,进一步证明目的基因的存在,3号染色体差异片段区域为与花青素合成有关的基因,未对空育131（Pi2）和空育131（Pi9）造成败育现象。
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