三基因聚合改良恢復(fù)系福恢673的稻瘟病抗性

陳志偉，官華忠，王曉方，董瑞霞，卓成海，毛大梅，潘潤森，周元昌，吳為人

1 福建農(nóng)林大學(xué) 福建省作物設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002

2 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建 福州 350003

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，世界上50%的人口以水稻為主食。稻瘟病是水稻的三大病害之一，由稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的，全球每年因該病造成水稻產(chǎn)量損失10%-15%，給農(nóng)民造成數(shù)十億美元的經(jīng)濟(jì)損失[1]。稻瘟病在我國華南、西南、長江中游和東北地區(qū)等水稻主產(chǎn)區(qū)都會(huì)發(fā)生危害，年發(fā)病面積達(dá)330萬-570萬hm2，產(chǎn)量損失達(dá)數(shù)億公斤，給我國水稻生產(chǎn)帶來了很大安全隱患[2]。而選育和推廣抗稻瘟病品種是目前防治該病害最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一[3]。目前，已超過100個(gè)主效稻瘟病抗性基因被鑒定出來，其中30個(gè)抗性基因已被成功克隆[4-5]。已有多個(gè)研究表明，多個(gè)稻瘟病抗性基因的聚合可拓寬抗譜，延長品種抗性年限[6-7]。來源于西非粳稻品種LAC23的Pi-1是一個(gè)廣譜高抗稻瘟病基因[8]。來源于小粒野生稻的Pi-9基因也是一個(gè)抗性很強(qiáng)的稻瘟病抗性基因，該基因?qū)碜圆煌瑖业?0多個(gè)稻瘟病毒性菌株的抗性接近免疫水平[9]。水稻品種Tetep中攜有的抗稻瘟病基因Pikh是一個(gè)主效基因，該基因?qū)τ《鹊脑S多稻瘟病菌生理小種均具有抗性[10]。劉文德等利用從福建省水稻產(chǎn)區(qū)采集的108個(gè)稻瘟菌代表菌系，對(duì)30個(gè)水稻抗稻瘟病近等基因系或單基因系品種進(jìn)行抗病基因的抗譜分析，發(fā)現(xiàn)抗稻瘟病基因Pikh、Pi-1和Pi-9(t)抗性較強(qiáng)，抗性頻率均達(dá)80%以上，其中Pi-kh的抗性頻率達(dá)98.15%[11]。由于這3個(gè)抗病基因均為顯性抗性基因，因此，針對(duì)這3個(gè)基因進(jìn)行聚合育種有望育成稻瘟病抗性較好的水稻品種。

福恢673是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的恢復(fù)力強(qiáng)、配合力好、綜合性狀穩(wěn)定的恢復(fù)系[12]，但其稻瘟病抗性一般。金恢1059是福建農(nóng)林大學(xué)前期通過分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)育成的攜有Pikh、Pi-1和Pi-9(t)抗性基因的抗稻瘟病恢復(fù)系，該恢復(fù)系抗性好、米質(zhì)優(yōu)，但配合力欠佳。本研究以攜有3個(gè)抗病基因的抗源R1059為抗性供體親本，以?；?73為受體親本，通過傳統(tǒng)的回交育種技術(shù)，結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，將稻瘟病抗性基因Pi-1、Pi-9和Pi-kh導(dǎo)入?；?73中，以期育成保留福恢673優(yōu)良特性但稻瘟病抗性得到改良的新恢復(fù)系。

1 材料與方法

1.1 供試材料

抗性供體親本：金恢1059，是福建農(nóng)林大學(xué)前期通過分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)育成的攜有來源于75-1-217 (Pi-9)、C101LAC (Pi-1) 和IRBLkh-K3(Pi-Kh) 的3個(gè)抗病基因。

輪回親本：?；?73，系福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的強(qiáng)恢復(fù)系[12]，利用該恢復(fù)系已配制出內(nèi)6優(yōu)673、華兩優(yōu)673、廣8優(yōu)673、贛優(yōu)673、聚兩優(yōu)673、廣優(yōu)673、川優(yōu)673、宜優(yōu)673、天優(yōu)673、Ⅱ優(yōu)673和京福1優(yōu)673等10多個(gè)雜交稻新組合通過省級(jí)以上審定。

1.2 分子育種的主要技術(shù)路線

將攜有Pi-1/Pi-9/Pi-Kh的供體親本金恢1059與福恢673雜交，雜交F1代再與輪回親本?；?73回交。于下一生產(chǎn)季種值BC1F1代，于抽穗期通過株高、生育期、穗部性狀等選擇出一批株葉形態(tài)與輪回親本最像的單株，再通過與目標(biāo)抗性基因緊密連鎖的分子標(biāo)記MRG4766[13]、FP1+FP2+RP[14]和RM206[15]對(duì)Pi-1、Pi-kh和Pi-9進(jìn)行跟蹤選擇，中選單株繼續(xù)與福恢673回交；BC2F1和BC3F1的處理方法參照BC1F1代；于BC3F1代，中選的單株自交收種獲得BC3F2種子；在BC3F2代，通過株葉形態(tài)和標(biāo)記選出3個(gè)抗病基因位點(diǎn)均為純合抗病標(biāo)記基因型的單株；這些單株收種后進(jìn)行配合力測(cè)定、田間抗性鑒定等篩選，最終選出抗性、配合力、株葉形態(tài)等綜合性狀最好的株系。

主要技術(shù)路線如圖1所示。

1.3 抗病近等基因系的鑒定

1.3.1 近等基因系的分子鑒定

分別利用MRG4766[13]、FP1+FP2+RP[14]和RM206[15]分別對(duì)本研究前期選育出改良株系進(jìn)行Pi-1、Pi-9和Pi-kh的標(biāo)記基因型鑒定，同時(shí)在整個(gè)基因組均勻挑選68對(duì)均勻分布的SSR (Simple sequence repeats) 引物對(duì)育成的近等基因系進(jìn)行標(biāo)記基因型檢測(cè)，并利用NTSYS 2.0軟件進(jìn)行聚類分析，并評(píng)估各近等基因系遺傳背景恢復(fù)為輪回親本的比例。

1.3.2 近等基因系抗性表型鑒定

室內(nèi)采用混合稻瘟病菌株對(duì)輪回親本福恢673及改良株系、?；?73及改良株系與宜香A組配的F1進(jìn)行鑒定，在水稻幼苗生長至3葉1心時(shí)進(jìn)行噴霧接種，7-8 d后記載各供試品種葉片病斑的發(fā)病等級(jí)，記載時(shí)以每一株葉片上最高發(fā)病級(jí)別的病斑為該株發(fā)病的級(jí)別。田間誘發(fā)鑒定在福建省上杭縣茶地鄉(xiāng)進(jìn)行，將育成的改良株系以及其改良株系與宜香A配制的F1、R1059(抗病對(duì)照)和感病對(duì)照品種 (?；?73和宜優(yōu)673)，采用旱圃直播的方法進(jìn)行苗期田間誘發(fā)，每個(gè)品種播30粒種子，2次重復(fù)，以發(fā)病高的小區(qū)為該測(cè)試品種的抗性定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 抗病近等基因系的選育過程Fig.1 Breeding procedure of the resistant Near-isogenic Lines.

1.4 雜種優(yōu)勢(shì)鑒定和應(yīng)用前景分析

1.4.1 近等基因系的篩選

由于本研究的回交親本?；?73配制的組合中，與宜香A配制的宜優(yōu)673為該親本配制的雜交稻品種中應(yīng)用面積最大的組合。因此本研究通過選育出的抗病近等基因系與優(yōu)質(zhì)不育系宜香A配制F1，在福建沙縣通過三重復(fù)品種比較試驗(yàn)，比較育成的抗病近等基因系配制的宜優(yōu)組合與輪回親本福恢673配制的宜優(yōu)673的生育期、株高、每穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、穗長、結(jié)實(shí)率、千粒重、產(chǎn)量等主要農(nóng)藝性狀，分析這些株系是否保持?；?73的基本特性，以期選出綜合性狀最好的株系，進(jìn)一步進(jìn)行育種應(yīng)用。

1.4.2 改良株系的育種應(yīng)用評(píng)價(jià)

分析中選的抗病近等基因系配制的雜交稻組合在各級(jí)區(qū)試中的產(chǎn)量、抗性、生育期等綜合表現(xiàn)，初步評(píng)價(jià)新選育的抗病恢復(fù)系的應(yīng)用前景。

2 結(jié)果與分析

2.1 近等基因系的選育過程

采用1.2.1所述的分子育種技術(shù)方案，2010年秋季在福建省泰寧縣先用攜有3個(gè)稻瘟病抗性基因 (Pi-1、Pi-9和Pi-kh) 的恢復(fù)系金恢1059與恢復(fù)系?；?73雜交，獲得F1種子；2010年冬季的海南省三亞市種植F1和福恢673 (作為輪回親本)，于F1抽穗期取穗與?；?73回交，獲得BC1F1種子231粒；2011年秋季在沙縣種植BC1F1，抽穗時(shí)選生育期、株高、穗型、粒型等株葉形態(tài)選出株葉形態(tài)較像福恢673的單株147株，利用MRG4766 (與Pi-1緊密連鎖)、FP1+FP2+RP (與Pi-9緊密連鎖) 和RM206 (與Pi-Kh緊密連鎖) 對(duì)通過株葉形態(tài)選出的單株進(jìn)行標(biāo)記鑒定，從中獲得在3個(gè)抗病基因位點(diǎn)均為雜合抗性標(biāo)記基因型的單株14株，從這14株雜合抗病標(biāo)記基因型的單株中再選出6株與?；?73繼續(xù)回交，獲得BC2F1種子178粒，于2011年冬季在海南省種植BC2F1植株158株，通過株高、生育期、粒型等選出72株株葉形態(tài)與?；?73相近的單株，通過標(biāo)記進(jìn)行前景選擇獲得7株在3個(gè)抗病基因位點(diǎn)均為雜合抗病標(biāo)記基因型的單株，利用這7個(gè)單株繼續(xù)與?；?73進(jìn)行回交獲得BC3F1種子，2012年秋季在沙縣種植BC3F1179株，通過株葉形態(tài)和分子標(biāo)記選擇選出10個(gè)株葉形態(tài)與福恢673高度相似且在3個(gè)抗病基因位點(diǎn)均為抗病標(biāo)記基因型的單株，這些單株套袋自交獲得BC3F2種子；2012年冬季在海南省種植BC3F2株系群體，最終通過株葉形態(tài)和標(biāo)記輔助選擇，篩選出10個(gè)株高、生育期、穗型和粒型等均與輪回親本高度相似且3個(gè)抗病基因位點(diǎn)均為抗病標(biāo)記基因型的單株 (每個(gè)BC3F2選1株)，收套袋自交種，獲得10個(gè)改良后的近等基因系。2013-2014年在福建省內(nèi)和海南省進(jìn)行加代、各近等基因系的抗性鑒定和雜種優(yōu)勢(shì)分析，篩選出保留原親本優(yōu)良特性但稻瘟病抗性得到改良的新恢復(fù)系?；?83。

2.2 近等基因系的分子鑒定

2.2.1 目標(biāo)基因的鑒定

圖2 近等基因系中目標(biāo)抗性基因的鑒定Fig.2 Identification of target genes in the NILs,amplified with primers RM206 (A),FP1+FP2+RP (B)and MRG4766 (C).Lanes 1-10,11 and 12：amplification products of near-isogenic lines 1 to 10,R1059 and Fuhui 673.

利用 MRG4766 (與Pi-1緊密連鎖)、FP1+FP2+RP (與Pi-9緊密連鎖) 和RM206 (與Pi-Kh緊密連鎖) 對(duì)10個(gè)?；?73的改良后代株系進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，10個(gè)改良株系在RM206、FP1+FP2+RP和MRG4766位點(diǎn)與受體親本?；?73均存在多態(tài)性，且改良株系的擴(kuò)增帶型均與供體親R1059一致，說明這10個(gè)抗病近等基因系在Pi-1、Pi-9和Pi-Kh位點(diǎn)均為純合抗病標(biāo)記基因型，表明本研究前期通過分子標(biāo)記對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行輔助選擇是準(zhǔn)確的。

2.2.2 遺傳背景恢復(fù)比例評(píng)估

為了初步評(píng)估本研究選育出的10個(gè)改良株系的遺傳背景恢復(fù)為輪回親本?；?73的比例，本研究根椐已公布的水稻SSR標(biāo)記在水稻12條染色體的位置，從中均勻地選出68個(gè)SSR標(biāo)記，利用這些標(biāo)記對(duì)改良株系進(jìn)行標(biāo)記基因型檢測(cè)，根據(jù)兩親本的擴(kuò)增帶型 (分別記為1或0)，最后根據(jù)這68個(gè)標(biāo)記的帶型，對(duì)各改良株系及兩親本進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖3所示。從圖3可以發(fā)現(xiàn)，本研究選育出的10個(gè)改良株系與輪回親本?；?73均被劃分到同1個(gè)群，相似系數(shù)在92.96%-98.59%之間，其中一個(gè)株系 (Line 7) 與輪回親本?；?73相似系數(shù)達(dá)98.59%。該結(jié)果表明，本研究所選育的10個(gè)改良株系90%以上的遺傳背景已恢復(fù)為輪回親本福恢673。

2.2.3 抗性表型鑒定

為了明確?；?73的改良株系對(duì)稻瘟病菌的抗性反應(yīng)，本研究在苗期進(jìn)行了室內(nèi)混合菌株抗性鑒定和田間自然誘發(fā)鑒定，結(jié)果如表1所示。室內(nèi)混合接菌結(jié)果表明，各改良株系及其改良株系與宜香A組配的F1對(duì)混合稻瘟病菌的抗性表現(xiàn)均為抗病 (R)，除了改良株系Line 7和Line 8與宜香A組配的F1有少量病斑外 (病情指數(shù)分別為0.37%和4.17%)，其他均無發(fā)病情況，抗性表現(xiàn)與抗病對(duì)照R1059的抗性結(jié)果一致 (無病斑)，而感病對(duì)照品種?；?73和宜優(yōu)673病情指數(shù)分別為60.00%和60.73%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于改良系和改良系配制的雜種的抗性，兩者的抗性綜合評(píng)價(jià)為感病 (S) 和高感 (HS) (表2)；田間自然誘發(fā)鑒定表明，10個(gè)改良株系、改良株系與宜香A組配的F1、抗病對(duì)照品種R1059均無病斑，表現(xiàn)抗病(R)，而福恢673和宜優(yōu)673均表現(xiàn)為感病 (圖4)。從室內(nèi)混合菌株接菌鑒定和苗期自然誘發(fā)鑒定的綜合結(jié)果來看，本研究獲得改良株系及其配制的雜種的稻瘟病抗性均得到大大提高，表明本研究通過基因聚合技術(shù)改良?；?73的稻瘟病抗性是成功的。

圖3 改良株系及其親本的聚類分析圖Fig.3 Dendrogram of cluster analysis of the NILs and their parent.

表1 改良株系及其F1的抗性表現(xiàn)Table 1 Resistance performance of the NILs and their hybrids

表2 近等基因系與宜香A配制的雜種表現(xiàn)Talbe 2 Agronomic characters of hybrids between the NILs and Yixiang A

圖4 代表性株系及其雜種的田間抗性表現(xiàn)Fig.4 The resistance performance of typical lines and their F1 in the field.From left to right,Fuhui 673(susceptible control line),Yiyou 673 (susceptible control hybrid),Line 9,Yixiang A/Line 9,R1059 (resistant control line) and Yixiang A/R1059 (resistant control hybrid).

2.2.4 近等基因系的雜種優(yōu)勢(shì)分析

為了進(jìn)一步明確福恢673的抗病近等基因系是否保留?；?73的主要優(yōu)良特性，將?；?73和?；?73各抗病近等基因系與宜香A配置雜種F1，通過三重復(fù)品種試驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)量比較，結(jié)果見表2。從表2可以看出，這些近等基因系與宜香A配制的雜種一代畝產(chǎn)在538.9-611.7 kg之間，2個(gè)株系配制的雜種 (宜香A/Line 9和宜香A/Line 1) 對(duì)照增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，增產(chǎn)幅度分別為3.64%和3.21%，2個(gè)株系配制的雜種 (宜香A/Line 8和宜香A/Line 7) 對(duì)照增產(chǎn)達(dá)顯著水平，增產(chǎn)幅度分別為1.34%和1.20%，2個(gè)株系配制的雜種產(chǎn)量比輪回親本福恢673配制的雜種宜優(yōu)673差異不顯著 (宜香A/Line 5和宜香A/Line 2)，減產(chǎn)幅度分別為0.07%和0.15%，1個(gè)株系配制的雜種 (宜香A/Line 6) 比對(duì)照減產(chǎn)1.52%差異達(dá)顯著水平，而有3個(gè)株系配制的雜種(宜香A/Line 3、宜香A/Line 4和宜香A/Line 10)，其減產(chǎn)幅度在-8.69%-6.44%之間，與對(duì)照宜優(yōu)673的差異達(dá)極顯著水平。

在全生育期方面，近等系配制的宜香優(yōu)組合全生育期在128.5-131.7 d之間，與對(duì)照宜優(yōu)673相差在-2.7-+0.5 d之間；在株高方面，近等基因系的雜種一代株高在122.2-127.9 cm之間，與對(duì)照宜優(yōu)673株高差異在-1.3-+4.4 cm之間；在穗長方面，近等系配制的宜香優(yōu)組合穗長在24.6-28.5 cm之間，與對(duì)照宜優(yōu)673相差在-2.8-+1.1 cm之間；在有效穗方面，近等系配制的宜香優(yōu)組合全有效穗在17.2-18.8萬穗之間，與對(duì)照宜優(yōu)673相差在-0.5-1.1萬穗之間；在每穗粒數(shù)方面，近等系配制的宜香優(yōu)組合穗粒數(shù)在128.1-149.0粒之間，與對(duì)照相差-7.6-3.6粒，在結(jié)實(shí)率方面，近等基因系配制的雜種結(jié)實(shí)率在67.8%-79.1%之間，與對(duì)照相差-7.6%-3.7%；僅3個(gè)近等基因系配制的雜種結(jié)實(shí)率低于70%。在千粒重方面，近等基因系的雜種在31.0-32.1 g之間，與對(duì)照相差-7.6%-3.7%。因此，近等基因系配制的雜種與輪回親本的主要農(nóng)藝性狀基本相似。

2.2.5 近等基因系的應(yīng)用前景分析

1) ?；?73與?；?83的DNA指紋比較

由于本研究10個(gè)近等基因系配制的雜種中，有2個(gè)株系 (Line 9和Line 1) 配制的雜種比對(duì)照明顯增產(chǎn)且生育期比對(duì)照短，但Line 1配制的雜種株高比Line 9高了3.2 cm，故本研究確定Line 9為首選的改良系，定名為?；?83。但是，Line 1、Line 2、Line 5、Line 7和Line 8與宜香A配制的雜種產(chǎn)量均與?；?73與宜香A配制的雜種產(chǎn)量減產(chǎn)差異不顯著或增產(chǎn)，因此，這些株系也有待進(jìn)一步鑒定和利用。

為了比較新育成的抗病恢復(fù)系?；?83的DNA指紋與輪回親本?；?83的DNA指紋差異，本研究根據(jù)目前現(xiàn)行的水稻品種DNA檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)——水稻品種鑒定技術(shù)規(guī)程SSR標(biāo)記法(NY/T 1433-2014)，分析了該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的48個(gè)SSR標(biāo)記在?；?83和輪回親本福恢683的多態(tài)性，發(fā)現(xiàn)有4個(gè)標(biāo)記 (RM190、RM224、RM481和RM119) 在兩親本間存在多態(tài)性(圖5)，而根據(jù)現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，福恢683和?；?73可被認(rèn)定為不同的品種，因此，福恢683 (Line 9) 可以作為新的抗病恢復(fù)系應(yīng)用于生產(chǎn)。

2) ?；?73的應(yīng)用前景

圖5 ?；?83和?；?73的DNA指紋比較Fig.5 Comparison of DNA fingerprints between Fuhui 683 and Fuhui 673.The names of polymorphic markers were shown under the lanes.

雜種的產(chǎn)量表現(xiàn)：利用?；?83配制的雜交稻新組合兩優(yōu)7283 (272S/福恢683) 和金泰優(yōu)683 (金泰A/?；?83) 已于2018年分別通過福建省和湖北省審定。兩優(yōu)7283在2016年的福建省科研聯(lián)合體晚稻區(qū)試中，平均畝產(chǎn)553.48 kg，比對(duì)照宜優(yōu)673增產(chǎn)9.32%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，產(chǎn)量居該組第2位，增產(chǎn)點(diǎn)率85.7%；2017年參加福建省科研聯(lián)合體晚稻續(xù)試，平均畝產(chǎn)530.25 kg，比對(duì)照宜優(yōu)673增產(chǎn)3.15%，增產(chǎn)達(dá)顯著水平，居該組第3位，增產(chǎn)點(diǎn)率80%。2017參加福建省晚稻生產(chǎn)試驗(yàn)，平均畝產(chǎn)550.04 kg，比對(duì)照宜優(yōu)673增產(chǎn)9.34%；金泰優(yōu)683在2015年參加湖北恩施早中熟中稻品種組區(qū)域試驗(yàn)中，平均畝產(chǎn)542.47 kg，比對(duì)照綿5優(yōu)142增產(chǎn)15.14%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，居第1位；6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植，均比對(duì)照品種增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比率100.0%。2016年續(xù)試，平均畝產(chǎn)618.50 kg，比對(duì)照綿5優(yōu)142增產(chǎn)15.28%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，居第1位；6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植，均比對(duì)照品種增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比例100.0%。2015-2016年兩年區(qū)試平均畝產(chǎn)580.49 kg，比對(duì)照綿5優(yōu)142增產(chǎn)15.22%。兩年的12個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均比對(duì)照品種增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)比例100.0%。2017年生產(chǎn)試驗(yàn)平均畝產(chǎn)557.82 kg，比對(duì)照增產(chǎn)8.20%，居第2位。因此，金泰優(yōu)683也是一個(gè)產(chǎn)量高、穩(wěn)產(chǎn)性較好的雜交稻組合。由此可見，?；?83配制的組合產(chǎn)量高、豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較好。

雜種抗性表現(xiàn)：根據(jù)金泰優(yōu)683在湖北省恩施州兩年的抗性表現(xiàn)，其稻瘟病綜合抗性指數(shù)2.4，穗瘟損失率最高級(jí)3級(jí)，綜合評(píng)價(jià)為中抗稻瘟病，由于金泰優(yōu)683的母本金泰A田間抗性表現(xiàn)為高感，故可推斷金泰優(yōu)683的抗性來自于父本；而根據(jù)兩優(yōu)7283在福建省兩年的抗性表現(xiàn)，其兩年的稻瘟病綜合評(píng)價(jià)為中抗稻瘟病，而兩優(yōu)7283的母本272在福建省表現(xiàn)為高感，輪回親本?；?73與宜香A配組的對(duì)照品種宜優(yōu)673綜合評(píng)價(jià)為高感稻瘟病。該結(jié)果也再次證實(shí)了改良株系的稻瘟病抗性得到了很大的提高。上述結(jié)果表明，本研究改良后的近等基因系配制的雜種稻瘟病抗性得到明顯的提高，進(jìn)一步證實(shí)了本研究中對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行聚合改良感病雜交稻親本的抗性是有效的。

3 小結(jié)與討論

隨著越來越多水稻有利基因的發(fā)現(xiàn)及其相關(guān)分子標(biāo)記的開發(fā)，我國育種家在水稻抗白葉枯病、抗稻瘟病、抗褐飛虱、抗稻癭蚊、條紋葉枯病、抗稻癭蚊等抗病蟲、蠟質(zhì)基因(wx)、香味基因fgr、糊化溫度等品質(zhì)性狀的分子標(biāo)記輔助育種均取得了顯著的進(jìn)展[16-23]，但是，針對(duì)雜交稻親本，同時(shí)對(duì)3個(gè)稻瘟病抗性基因進(jìn)行標(biāo)記輔助育種的研究鮮見報(bào)道。本研究通過一次雜交、三次回交和一次自交，同時(shí)通過與Pi1、Pi-kh和Pi9這3個(gè)目標(biāo)抗性基因緊密連鎖的分子標(biāo)記對(duì)目標(biāo)抗病基因進(jìn)行選擇，最終育成了10個(gè)遺傳背景恢復(fù)比例為92.96%-98.59%的近等基因系，利用宜香A與這10個(gè)近等基因系配制的組合中，有6個(gè)株系與宜香A配制的F1代比原來親本配制的F1代雜種優(yōu)勢(shì)強(qiáng)或相近，該結(jié)果表明，本研究選育的多數(shù)回交后代基本保留了輪回親本的主要優(yōu)點(diǎn)。從本研究初步篩選出的近等系所配組合在區(qū)試中的表現(xiàn)看，兩優(yōu)7283 (272S/Line 9) 和金泰優(yōu)683 (金泰A/Line 9) 均表現(xiàn)豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性好等特點(diǎn)，該結(jié)果也進(jìn)一步說明本研究選育的新株系配制的組合產(chǎn)量性狀好。

本研究中涉及的Pikh、Pi-1和Pi-9(t)為劉文德等[11]利用30個(gè)水稻抗稻瘟病近等基因系或單基因系品種，用收集自福建省水稻產(chǎn)區(qū)的108個(gè)稻瘟菌代表菌系進(jìn)行抗譜分析而篩選出的3個(gè)抗譜最寬的抗性基因，但本實(shí)驗(yàn)室利用攜有單個(gè)抗病基因的不育系金抗1A (攜Pi-1)[21]、M76A (攜Pi-1)[12]、M20A[22](攜Pi-9) 與抗性一般的父本配制的組合 (閩標(biāo)優(yōu)1095[23]、M76優(yōu)3301[24]和M優(yōu)2155[25]) 在福建省的區(qū)試中的抗性均表現(xiàn)為中感稻瘟病，該結(jié)果表明，攜單一抗性基因的品種的稻瘟病抗性難以達(dá)到中抗的水平。而本研究中聚合Pikh、Pi-1和Pi-9(t)的品種——兩優(yōu)7283和金泰優(yōu)683在福建省區(qū)試和湖北省恩施州的區(qū)試中均表現(xiàn)中抗 (福建省和湖北省恩施州均為稻瘟病高發(fā)區(qū))，由于兩優(yōu)7283和金泰優(yōu)683的母本272S和金泰A的抗性均表現(xiàn)為感病，輪回親本?；?73與宜香A配制的福建省晚稻遲熟組對(duì)照品種宜優(yōu)673在區(qū)試中稻瘟病抗性表現(xiàn)為感病到高感，因此，可以判斷兩優(yōu)7283和金泰優(yōu)683的稻瘟病抗性是來自于父本?；?83 (Line 9)。該結(jié)果表明，聚合Pikh、Pi-1和Pi-9(t)稻瘟病抗性可以達(dá)到較高的抗性水平。

值得注意的是，利用目前水稻DNA指紋鑒定的48 對(duì)引物中對(duì)Line 9進(jìn)行DNA指紋分析，發(fā)現(xiàn)RM119、RM190、RM224和RM481共4個(gè)標(biāo)記與輪回親本有多態(tài)性，因此，福恢683 (Line 9)還無法直接代替原來的輪回親本應(yīng)用于生產(chǎn)。因此，針對(duì)通過回交技術(shù)改良水稻輪回親本的個(gè)別性狀，要實(shí)現(xiàn)用改良的后代直接替代原來的感病親本應(yīng)用于生產(chǎn)，在回交過程中需利用水稻DNA指紋分析所采用的48對(duì)引物對(duì)中選的株系進(jìn)行背景選擇，這樣才有可能選出可以直接替代輪回親本的近等基因系應(yīng)用于生產(chǎn)。由于本研究中Line 9 (?；?83) 是通過選育的近等基因系與宜香A配制的組合的雜種優(yōu)勢(shì)最先篩選出來的，其他近等基因系與其他不同的不育系配制組合的表現(xiàn)還未系統(tǒng)進(jìn)行分析，因此，下一步將利用這些近等基因系與不同的不育系進(jìn)行大范圍的測(cè)配，進(jìn)行產(chǎn)量、米質(zhì)、抗性、生育期等綜合性狀分析，以期從中篩選出生產(chǎn)上有利用價(jià)值的株系進(jìn)一步應(yīng)用，研究結(jié)果也將為水稻分子標(biāo)記輔助育種后代的篩選提供理論依據(jù)。