黑龙江省水稻种质稻瘟病抗性评价及抗瘟基因结构分析

[目的]稻瘟病严重威胁黑龙江省水稻的生产,选育和利用抗瘟品种是最经济、安全和有效的措施.了解黑龙江省水稻主栽品种的稻瘟病抗性,明确稻瘟病抗性基因的有效性,为黑龙江省稻瘟病抗病种质资源的选育和利用提供依据.[方法]2018年秋季在黑龙江省水稻主产区采集134株水稻单孢菌株,采用病原物接种鉴定方法对黑龙江省50个水稻主栽品种进行抗性分析;针对已报道的35个稻瘟病抗病基因,利用基因特异性引物对参试品种及阳性对照品种进行抗瘟基因检测,对部分无阳性对照品种抗性基因扩增后测序,与NCBI中公布的参考序列比对,分析稻瘟病抗性基因在相应品种中的存在情况;通过基因聚合类型与品种抗性表现相关性分析,明确与黑龙江省水稻品种抗性表现相关的基因型.[结果]根据抗性频率评价,参试的黑龙江省50份水稻品种中,龙粳20表现为抗,龙粳67、龙垦202、龙粳40、龙粳31、龙粳57和龙粳43表现为中抗,其余43个品种均表现感病.通过品种组合抗性分析发现龙粳20与龙粳67等33对品种组合的联合抗性系数(resistance association coefficients,RAC)较高,联合致病性系数(virulence association coefficients,VAC)较低,联合抗病性较好,该类搭配结构具有良好的应用前景.通过特异性引物对品种携带的抗瘟基因鉴定结果显示,抗瘟基因Pish、Pi36、Pi33和Pi-CO39在供试品种中均被检测到,Pi63、Ptr、Pi37、Pi64、pi21、Pi9、Pi54、Pi-kh、Pia、Pikp、Pi35、Pikm和Pik的被检出率为50％—100％,说明这类基因在黑龙江省水稻育种中应用较广泛;Pita、Pib、Pii、Pi5、Piz-t、Pi50和Pi2的被检出率为10％—50％,Pid2仅在2个品种中被检测到,Pigm仅在吉粳88中被检测到,而Pit、Pid3、Bsr-d1、Pi25、Pid3-A4、Pi56、Pi1、Pike和Pb1在供试品种中均未被检测到,说明这类基因在黑龙江省水稻品种中分布较少.通过品种基因型分析发现,供试品种携带抗瘟基因12—19个不等,共58种抗瘟基因型,说明供试品种的抗瘟基因组合类型较丰富.单基因及多基因聚合与抗病相关性分析结果显示,Pi2、Piz-t、Pi50、Pi5和Pii的分布频率与携带该基因且表现抗病的百分率相当;研究发现品种携带抗瘟基因越多,其表现为抗病品种