核心WDR亲本中抗稻瘟病和细菌性枯萎病基因的抗逆性机制及其育种意义

《BMC Plant Biology》：Resistance architecture and breeding implications of blast and bacterial blight resistance genes in core WDR parents

　　

摘要

背景

节水抗旱水稻对于在水资源匮乏条件下的可持续种植至关重要，但其产量却日益受到稻瘟病和细菌性枯萎病的威胁。迫切需要对优质节水抗旱水稻亲本中的抗性基因分布进行系统评估，以指导抗性育种工作。

研究结果

我们通过对47个核心节水抗旱水稻亲本株系进行11个稻瘟病抗性基因和4个细菌性枯萎病抗性基因的基因分型，分析了它们的抗性构成。在稻瘟病抗性方面，Ptr基因几乎在所有株系中都存在（97.9%），而此前被认为具有广谱抗稻瘟病功能的基因，如Pigm（0%）和Pi9（19.1%），则较为罕见。稻瘟病抗性评分与基因数量呈负相关关系（ρ = -0.330，P?=?0.023）。在细菌性枯萎病抗性方面，只有34.0%的株系检测到抗性基因，且这些株系多为恢复系，其中Xa23（21.3%）和Xa7（23.4%）出现频率最高。隐性基因xa5不存在，而Xa21（8.5%）则十分少见。细菌性枯萎病抗性与基因数量也存在强烈的负相关关系（ρ = -0.771，P?<?0.001）。

结论

节水抗旱水稻育种材料中的抗性相关基因分布不均，尤其是在那些与持久或广谱抗性相关的基因方面存在明显缺失。这些研究结果为基于基因型的亲本选择以及利用标记辅助技术构建抗性组合提供了初步依据。此前针对优质恢复系的抗性改良工作进一步表明，将抗性基因分析纳入育种设计中具有重要的应用价值。