利用白葉枯病抗性基因Xa23改良水稻恢復(fù)系抗性

周 鵬，涂詩(shī)航，張水金，董瑞霞，王洪飛，鄭 軼，游晴如，黃庭旭，鄭家團(tuán)

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建福州350018）

水稻白葉枯病是影響水稻產(chǎn)量的重要病害之一。截至2013年3月，經(jīng)國(guó)際注冊(cè)確認(rèn)和期刊報(bào)道的水稻白葉枯病抗性基因共38個(gè)。其中，26個(gè)為顯性基因Xa，其它為隱性基因xa；已被定位的抗性基因有26個(gè)，并且，Xa1，xa5，xa13，Xa21，Xa23，Xa26，Xa27 等7 個(gè)基因已成功克?。〝?shù)據(jù)來(lái)源國(guó)家水稻數(shù)據(jù)中心，http：//www.ricedata.cn/gene/gene_xa.htm）。章琦等［1］利用普通野生稻的近等基因系CBB23定位了水稻抗白葉枯病基因Xa23，并將其定位于水稻第11號(hào)染色體。Xa23具有全生育期抗性、完全顯性、抗譜廣等優(yōu)點(diǎn)，因此Xa23基因是目前水稻抗白葉枯病育種中利用最為廣泛的抗病基因之一［2-5］。

研究以含有抗白葉枯基因Xa23的水稻材料R659為供體，以大穗型恢復(fù)系福恢2328為受體，經(jīng)過多代株型選擇獲得了22份水稻高代新株系；通過分子標(biāo)記檢測(cè)，篩選到2個(gè)含有純合抗白葉枯病基因的株系，通過人工接菌鑒定，評(píng)價(jià)其白葉枯病抗性水平，為進(jìn)一步配制抗白葉枯病新品種提供新種質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所自育的抗白葉枯病恢復(fù)系R659（Xa23）為供體，以自育的大穗型恢復(fù)系?；?328（R2328）為受體，抗病對(duì)照為CBB23，感病對(duì)照為R2328。

1.2 白葉枯病接菌鑒定及調(diào)查方法

2017年，將試驗(yàn)材料種植于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所夏茂基地，5月19日播種，6月15日移栽，每個(gè)品種移栽4行，每行7株，3次重復(fù)，普通大田管理。孕穗期采用剪葉法進(jìn)行人工接菌，方法及菌液采用鄭家團(tuán)等［5］的方法，調(diào)查方法采用方中達(dá)等［6］提出的方法進(jìn)行抗性分級(jí)。

1.3 水稻基因組DNA的提取

移栽返青后采取鮮嫩葉片5 g，采用孫川等［7］的方法提取水稻基因組DNA。

1.4 抗病基因PCR檢測(cè)

抗性基因Xa23的檢測(cè)選用分子標(biāo)記RM206，由上海生物工程技術(shù)公司合成。PCR反應(yīng)及電泳檢測(cè)參照周鵬等［8］方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 22份高代材料的抗性基因的檢測(cè)分析

利用與Xa23基因緊密連鎖的分子標(biāo)記RM206進(jìn)行親本間的多態(tài)性分析，結(jié)果表明，抗性對(duì)照CBB23、抗源R659能擴(kuò)增出相同大小的單一條帶，與R2328的擴(kuò)增條帶存在多態(tài)性（圖1），結(jié)果清晰，因此可以選擇RM206標(biāo)記對(duì)高代材料進(jìn)行分子標(biāo)記檢測(cè)。對(duì)22份F4代株系材料進(jìn)行分子檢測(cè)，獲得2份含有純合抗性基因Xa23的株系，田間編號(hào)為EMR403、EMR404；獲得9份含有雜合基因的株系（圖1）。

圖1 親本間多態(tài)性及高代株系的分子檢測(cè)

2.2 2份純合株系的抗性表現(xiàn)

在孕穗期對(duì)檢測(cè)為純合基因型的2份株系材料進(jìn)行剪葉接菌鑒定。接菌20 d后，待感病對(duì)照R2329發(fā)病充分后，調(diào)查2份純合株系的抗性表現(xiàn)。結(jié)果表明，2份含有純合基因的株系均表現(xiàn)出高抗白葉枯病。

圖2 2份純合株系的抗病表現(xiàn)

3 討論

水稻白葉枯病是水稻三大病害之一。實(shí)踐證明，選育和種植抗病品種是控制該病害最經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前，利用分子標(biāo)記輔助選擇改良白葉枯病抗性取得了豐碩的成果。福恢2328是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的抗倒、大穗型恢復(fù)系，其配制的雜交稻新品種泰優(yōu)2328于2016年通過福建省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（閩審稻2016026），但是?；?328對(duì)白葉枯病抗性一般。本研究利用抗譜廣、抗性強(qiáng)的白葉枯病抗性基因Xa23改良?；?328的白葉枯病抗性，通過分子標(biāo)記檢測(cè)及抗性鑒定，獲得2份高抗白葉枯病的純合株系。項(xiàng)目組下一步將繼續(xù)進(jìn)行加代選擇，同時(shí)利用不同的不育系進(jìn)行測(cè)配，以期篩選出抗白葉枯病的雜交水稻新品種。同時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行抗病、抗蟲分子標(biāo)記輔助選擇育種，防止由于抗源單一、種植年限長(zhǎng)導(dǎo)致的抗性喪失，確保推廣品種的種植安全。

［1］ 章琦，王春連，趙開軍，等．?dāng)y有抗白葉枯病新基因Xa23水稻近等基因系的構(gòu)建及應(yīng)用 ［J］．中國(guó)水稻科學(xué)，2002，16（3）：206-210.

［2］ 陳建民，付志英，權(quán)寶權(quán)，等．分子標(biāo)記輔助培育雙抗稻瘟病和白葉枯病雜交稻恢復(fù)系［J］．分子植物育種，2009，7（3）：465-470.

［3］ 夏志輝，趙顯峰，范海闊，等．分子標(biāo)記輔助選擇Xa23基因改良雜交稻親本的白葉枯病抗性［J］．分子植物育種，2010，8（4）：652-656.

［4］ 蘭艷榮，王俊義，王弋，等．分子標(biāo)記輔助選擇改良水稻光溫敏核不育系201S的白葉枯病抗性［J］．中國(guó)水稻科學(xué)，2011，25（2）：169-174.

［5］ 鄭家團(tuán)，涂詩(shī)航，張建福，等．含白葉枯病抗性基因Xa23水稻恢復(fù)系的分子標(biāo)記輔助選育［J］．中國(guó)水稻科學(xué)，2009，23（4）：437-439.

［6］ 方中達(dá).中國(guó)水稻白葉枯病菌致病類型的研究［J］.植物病理學(xué)報(bào)，1990，20（2）：81-87.

［7］ 孫川，陳剛，饒玉春，等．水稻基因組DNA簡(jiǎn)易制備方法［J］．2010，24（6）：677-680.

［8］ 周鵬，涂詩(shī)航，董瑞霞，等．水稻抗稻瘟病基因分子檢測(cè)及抗性評(píng)價(jià)［J］．福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，31（9）：962-965.