超级早稻中早39的稻瘟病抗性基因测定

梁燕 季芝娟 曾宇翔 杨长登

（中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室，杭州310006；*通讯作者：yangchangdeng@126.com）

超级早稻中早39的稻瘟病抗性基因测定

梁燕 季芝娟 曾宇翔 杨长登*

（中国水稻研究所/水稻生物学国家重点实验室，杭州310006；*通讯作者：yangchangdeng@126.com）

超级早稻中早39在多年的浙江省联品和区试中持久高抗稻瘟病，为明确其抗性遗传基础，用12个稻瘟病抗性基因 Pi-d2、Pi-d3、Pi36、Pi37、Pi5、Pib、Piz、Pik-h、Piz-t、Pi9、Pi-ta 和 Pi64 的分子标记，对中早 39 进行抗性基因检测。结果表明，12对分子标记在中早39均有目的扩增条带；因Piz、Piz-t和Pi9为复等位基因，中早39中至少含有10个稻瘟病抗性基因。这一结果为中早39的稻瘟病抗性遗传利用奠定了基础。

中早39；稻瘟病；抗性鉴定；抗性基因；基因检测

中早39具有高产、广适、耐肥、抗倒、高抗稻瘟病等特点，适合轻型栽培和机械化种植，具备大面积推广条件。2013年2月被农业部认定为超级稻品种；2011-2016年连续6年被列为农业部主导品种；2012-2016年连续5年被列为浙江省主导品种；是浙江省早稻区试对照品种。2016年中早39被评为“十二五”浙江省最具影响力十大好品种。2013年中早39实现“早稻最高亩产”、“早稻百亩方最高亩产”两项浙江省农业吉尼斯纪录；2016年，再次实现了“双破双创”，以747.85 kg/667 m2的单块攻关田单产和713.84 kg/667 m2的百亩方平均单产，勇夺浙江农业之最，也是浙江省早稻百亩方平均单产首次突破700 kg/667 m2的品种，为浙江省早稻单产的提高做出了重要贡献。中早39适宜在江西、湖南、湖北、安徽及浙江等长江中下游的双季稻区作早稻种植。2016年在浙江省的推广面积为4.65万hm2，已连续多年位居浙江省早稻品种面积榜首；在江西、湖南等地的推广种植面积也逐年提高。中早39在全国已累计推广46.67万hm2，且有进一步发展的潜力。

稻瘟病是危害水稻的三大主要病害之一。中早39在稻瘟病抗性方面表现突出，抗谱广、抗性持久，对浙江、贵州和广西的菌株抗谱分别为 92.9%、93.1%和100%[1-2]。综合叶瘟和穗瘟病圃诱发鉴定结果，并根据穗瘟鉴定结果为主进行评价的原则，在2013-2016年间的浙江省联品试验和2012-2016年间的浙江省区域试验中，中早39稻瘟病抗性鉴定结果均为抗或者高抗（图 1，图 2）。

水稻材料中稻瘟病抗性基因的多少决定了在育种中的应用范围。本研究采用分子标记检测的方法，检测中早39中可能含有的稻瘟病抗性基因。

图1 2013-2016年中早39在浙江省联品试验中的稻瘟病抗性鉴定结果

图2 2012-2016年中早39在浙江省区试中的稻瘟病抗性鉴定结果

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料中早39和本研究中用到的12个抗性基因的供体由中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室育种新技术课题组提供。

表1 稻瘟病抗性基因分子标记

图3 中早39稻瘟病抗性基因分子检测结果

1.2 分子检测

本研究中选用的12个稻瘟病抗性基因的分子标记信息见表1。水稻全基因组DNA采用Warude等[9]的方法提取，DNA的产量和质量用Nano Drop system，2000c（Thermo，USA）检测。PCR反应体系和反应条件参照Liang等[10]。PCR产物用含GelRed的3%琼脂糖凝胶检测，BIORAD凝胶成像仪下拍摄并保存图片。每个PCR独立扩增3次。

2 结果与分析

分子标记检测结果表明，在中早39和阳性对照中12个稻瘟病抗性基因均有目的扩增条带（见图3）。因稻瘟病抗性基因Piz、Piz-t和Pi9互为等位基因，因此，中早39中共检测到10个稻瘟病抗性基因位点。

3 讨论

稻瘟病抗性需要多个抗性基因的共同作用。张羽等[11]报道，陕西省水稻区试中含抗性基因的材料明显比原始材料多，随着抗性基因位点数目的增多，品种的抗病性呈上升趋势，单个抗性基因位点对品种抗病性影响差异不明显，同一抗性基因位点不同基因型对品种抗病性影响有差异。类似结果在华南常用籼稻亲本[12]和辽星系列水稻品种[13]中也有报道。中早39持久高抗稻瘟病，在2013-2016年间的浙江省联品试验和2012-2016年间的浙江省区域试验中，稻瘟病抗性鉴定结果均为抗或高抗。中早39中含有的抗性基因的种类及数目目前没有相关的报道。

在水稻抗病育种实践中，明确抗病亲本中抗性基因型能更有效对其加以利用。对中早39的抗稻瘟病的遗传背景研究，有助于从分子水平了解抗性基因在中早39中的来源与分布情况，为水稻稻瘟病抗性育种提供理论支持。本研究结果表明，中早39中含有至少10个稻瘟病抗性基因。这些结果为中早39的抗稻瘟病利用提供了理论基础，也对中早39的安全推广及在推广地区作为引进抗源进行抗稻瘟病育种具有理论指导意义。

致谢：承蒙浙江省农业科学院陶荣祥先生、郝中娜女士和毛雪琴女士提供浙江省区试和浙江省联品试验的资料，特致谢意！

[1]夏令治，季芝娟，曾宇翔，等.超级稻品种中早39的稻瘟病抗谱测定[J].中国稻米，2015，21（3）：69-72.

[2]夏令治.超级早稻中早39的抗稻瘟病遗传机理研究 [D].北京：中国农业科学院，2015.

[3]孙庚.水稻抗瘟基因与稻瘟菌无毒基因的分布及稻瘟菌分子检测[D].长春：吉林大学，2012.

[4]Hayashi K,Yoshida H,Ashikawa I.Development of PCR-based allele specific and InDel marker sets for nine rice blast resistance genes[J].Theor Appl Genet,2006,113:251-260.

[5]Sharma T R,Madhav M S,Singh B K,et al.High-resolution mapping,cloning and molecular characterization of the Pi-kh gene of rice,which confers resistance to Magnaporthe grisea[J].Mol Genet Genomics,2005,274:569-578.

[6]Tian D G,Chen Z J,Chen Z Q,et al.Allele-specific marker-based assessment revealed that the rice blast resistance genes Pi2 and Pi9 have not been widely deployed in Chinese indica rice cultivars[J].Rice,2016,9（1）:19.

[7]Jia Y L,Wang Z H,Singh P.Development of dominant rice blast Pita resistance gene markers[J].Crop Sci,2002,42:2 145-2 149.

[8]Ma J,Lei C L,Xu X T,et al.Pi-64,encoding a novel CC-NBS-LRR protein,confers resistance to leaf and neck blast in rice [J].Mol Plant-Microbe Interac,2015,28（4）:558-568.

[9]Warude D,Preeti C,Joshi K,et al.DNA isolation from fresh and dry plant samples with highly acidic tissue extracts[J].Plant Mol Biol Rep,2003,21:467.

[10]Liang Y,Yan B Y,Peng Y L,et al.Molecular screening for identification of resistant genes in a germplasm（Oryza sativa L.）collection resistant to Magnaporthe oryzae[J].Rice Sci,2017,24（1）:41-47.

[11]张羽，冯志峰，张先平，等.5个稻瘟病抗性基因的基因型分型与抗性评价研究[J].西南农业学报，2014，27（5）：1 928-1 938.

[12]阎勇，马增凤，秦钢，等.华南常用籼稻亲本稻瘟病抗性评价及抗性基因鉴定[J].南方农业学报，2017，48（4）：587-593.

[13]潘争艳，邱福林，吕桂兰，等.辽星系列水稻品种稻瘟病抗性基因鉴定与抗性分析[J].江苏农业科学，2017，45（7）：87-90.

Abstract:The super rice variety Zhongzao 39 showed high and durable resistant to rice blast.Twelve pairs of molecular markers for the target resistant genes:Pi-d2,Pi-d3,Pi36,Pi37,Pi5,Pib,Piz,Pik-h,Piz-t,Pi9,Pi-ta and Pi64,were used to understand the resistant genetic mechanism of Zhongzao 39.The results indicated that all of the molecular markers yielded positive bands with expected size.As Piz,Piz-t and Pi9 were allelic to each other,there were ten rice blast resistant genes were identified in Zhongzao 39.All these results provided valuable information to the utilization of Zhongzao 39 in rice blast resistant breeding.

Key words:Zhongzao39;rice blast;resistant assessment;resistant gene;gene screening

Rice Blast Resistant Gene Detection in the Super Early Indica Rice Zhongzao 39

LIANG Yan,JI Zhijuan,ZENG Yuxiang,YANG Changdeng*

（China National Rice Research Institute/State Key Laboratory of Rice Biology,Hangzhou 310006,China;*Corresponding author:yangchangdeng@126.com）

S511；S435.111.4+1

A

1006-8082（2017）05-0035-03

2017－07－01

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（2014RG001-3）