[发明专利]一种培育广谱、持久穗瘟抗性水稻育种材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻分子育种技术领域，涉及一种培育广谱、持久穗瘟抗性水稻育种材料的方法。

背景技术

由真菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是水稻最严重病害之一，严重威胁着水稻的持续高产和稳产。据统计，全球每年因稻瘟病造成的产量损失达10％-30％，直接经济损失约50亿美元，损失的粮食足以养活6000万人。在我国，稻瘟病每年都有不同程度的发生，特别是近几年，在西南、长江中下游和东北等稻作区持续大发生，年发病面积达330万～570万ha，损失稻谷数亿公斤，给我国水稻安全生产带来了巨大隐患。实践证明，利用抗病基因培育抗性品种是最为经济有效的病害控制措施之一。但是由于稻瘟病菌的致病性分化严重，生理小种多，变异频繁，给抗病品种的选育带来了困难，含有单个抗病基因的抗病品种往往推广种植3-5年便“丧失”抗病性而成为感病品种。因此，聚合几个/多个抗性基因，一直被认为是培育广谱、持久抗性品种的另一个有效途径。而对于不同稻瘟病基因的聚合效应，研究结果并不一致。如陈红旗等(2008)、Jiang et al(2012)和Fu et al(2012)分别报道聚合Pi1/Pi2/Pi33三基因、Pi1/Pi2/D12三基因、Pi1/Pi2两基因的品系对中国南方稻区稻瘟病菌株具有广谱抗性。而IRRI以Co39为背景，构建了分别携带Pi1、Piz⁵和Pita的单基因系，以及分别携带2-3个抗性基因的聚合系，鉴定结果显示虽然多基因聚合系一般具有较强的抗性，但Piz⁵和Pita的抗性基因聚合系抗性反而不如单基因抗性品系(Hittalmani et al,2000)；同样的一套材料在中国的鉴定试验中也发现Pi1和Pita的聚合系不如单基因抗性品系(何月秋等，2001)。

稻瘟病的发生，根据其发生时期及部位，可分为苗瘟以及成株期的叶瘟、节瘟、穗瘟、谷粒瘟等，其中以苗瘟及穗瘟等最为常见。苗瘟抗性接种鉴定，由于具有操作简便、流程易标准化、易实现针对大规模的遗传分析群体的鉴定等优点，而得以广泛应用。目前，已经定位或克隆的稻瘟病抗性基因，绝大多数是利用苗瘟鉴定方法鉴别的。上述提到的Pi1、Pi2与Pi33、D12，以及Pi1、Piz⁵和Pita的多基因聚合效应，也主要是针对苗瘟抗性而言的。而穗瘟，对水稻生产的危害程度要显著高于苗瘟、叶瘟等，但是由于穗瘟的接种鉴定存在误差大、流程难以标准化、接种工作量大等缺陷，一直很难大规模开展应用，针对不同基因/基因聚合的穗瘟抗性效应分析，因而也就非常缺乏。

近年来，随着分子生物学的发展，水稻基因组测序的完成，越来越多的稻瘟病抗性基因被定位，目前已经鉴定了80多个稻瘟病抗性基因，其中有超过20多个抗病基因被克隆。我们利用已克隆的稻瘟病抗性基因功能性及紧密连锁分子标记对我国目前生产上的育种主体亲本进行基因型检测，结合苗瘟抗性鉴定结果，通过多元回归模型及相关性分析初步明确了位于水稻第6染色体短臂的Pigm与位于第11染色体长臂的Pi54具有良好的苗瘟抗性互补性。

Pigm位于水稻第6染色体短臂，与Pi2、Pi9等广谱稻瘟病抗性基因等位或紧密连锁，其对中国南方稻区不同菌株具有良好的苗瘟抗性(Deng et al，2006)。Pi54位于第11染色体长臂，是Pik基因簇中的NBS-LRR成员之一，并对印度的不同稻瘟病菌株具有良好的苗瘟抗性(Sharma et al，2005；Ramkumar et al，2011)。，但目前尚未有研究报道这两个基因聚合后是否具备穗瘟抗性效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗穗瘟水稻育种材料的培育方法。通过回交、分子标记辅助选择、农艺性状评价及抗性鉴定等方法创制抗穗瘟的水稻育种材料。为了实现本发明的技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种培育广谱、持久穗瘟抗性育种材料的方法，其特征包含以下具体步骤：

(1)轮回亲本分别与抗性基因供体谷梅4号和K3杂交，获得杂交F₁代，分别以F₁-Pigm、F₁-Pi54表示；其中谷梅4号携带的抗性基因为Pigm，K3携带的抗性基因为Pi54；