一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法

一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法，包括：亲本选择：对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，根据以下原则组配优势组合：至少有一个亲本含有累计推广面积在500万亩以上主推品种的亲缘；符合抗稻瘟病多基因聚合模式“Pita+Pib+Pi54+Pb1”，抗性基因互补；适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8％?15％，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3％；根据育种目标，进行聚合育种，获得高产和持久穗瘟抗性水稻品种；育种目标至少包括高产、聚合“Pita+Pib+Pi54+Pb1”和抗穗颈瘟。利用本发明方法选育的品系在产量和抗性得到较好的协调，在穗瘟的抗谱及持久抗性水平得到了显著提高。
【专利说明】
一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及水稻育种，尤其涉及一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法。
【背景技术】
[0002]稻瘟病是全世界公认的影响水稻生产的三大病害之一，是限制水稻高产稳产和稻 米品质的重要因子，尤以穗颈瘟危害为重。稻瘟病的发生具有间歇性和突发性的特点，我国 每7-10年就会发生一次规模较大的稻瘟病灾害，受害面积高达300-600万公顷，稻谷损失在 70-125万吨。随着稻草全量(半量)还田技术的推广，稻田微生态环境中病原菌基数加大，增 加该病害暴发的频率;感病品种在生产上推广应用，存在着灾害性隐患。
[0003 ]培育和推广抗稻瘟病育种的高产品种，是解决稻瘟病最有效最经济的途径，已成 共识。然而，高产抗稻瘟病育种进展缓慢。据国家水稻数据中心显示：2011-2014年期间，国 家审定共水稻品种162个，但达到抗性以上的品种仅6个，仅占3.70 % ;在江苏省2010-2015 年三批主推品种目录中共46品种，其中达中抗以上仅5个，仅占10.8%。
[0004] 关于抗稻瘟病育种的难度，主要原因：①稻瘟病的生理小种复杂且变异程度高。根 据江苏省农科院植保所2011-2014年监测，与（2001-2010年)监测结果相比，江苏省水稻稻 瘟病菌优势小种虽仍为ZG，但次优势小种由ZB演化成ZC;且稻瘟病菌毒力发生变化，病菌与 主栽品种之间具有较高的亲和性，大多品种推广3-5年后，抗性将丧失或退化。②强抗性与 高产存在一定的矛盾。据有关文献研究表明：抗病机制的运行，是要消耗一定的能量(ATP)， 即高抗(多抗)品种往往与其产量有一定程度的负相关。③稻瘟病鉴定难度大，易受温度、湿 度等环境因子影响。
[0005] 因此，抗稻瘟病与高产的结合，是培育具有突破性品种的关键。

【发明内容】

[0006] 发明目的:针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高产、持久穗瘟抗性水稻 的育种方法，利用本发明方法选育的品系在产量和抗性得到较好的协调，对穗瘟的广谱及 持久抗性水平却得到了显著提高。
[0007] 技术方案:一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法，包括：
[0008] (1)亲本选择:对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，在水稻材料中根据以下配 组原则组配优势组合：
[0009] 至少有一个亲本含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘；
[0010] 符合抗稻瘟病多基因聚合模式"Pita+Pib+Pi54+Pbl"，抗性基因互补；
[0011]根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8 %-15%，F1的株高和播始历期超中亲优势均小于3% ;
[0012] (2)根据育种目标，对亲本材料进行聚合育种，获得高产和持久穗瘟抗性水稻品 种;所述的育种目标至少包括高产、聚合"Pita+Pib+Pi54+Pbl"和抗穗颈瘟。
[0013] 本发明通过对不同遗传背景的育种材料进行抗稻瘟基因型分析，在丰富遗传背景 的基础上适度拓宽双亲遗传距离增强非F1杂种优势，并可进一步借助抗病基因功能标记辅 助选择(MAS)和设施病圃（或病区）鉴定，选育高产持久抗穗瘟水稻品种。利用本发明方法选 育的品系在产量和抗性得到较好的协调，对穗瘟的抗谱及持久抗性水平得到了显著提高。
[0014] 步骤（1)中，符合抗稻瘟病多基因聚合模式"Pita+Pib+Pi54+Pbl"，抗性基因互补， 即父本和母本杂交后的配子含有Pi54、Pita、Pib和Pbl基因。
[0015] 具体的，步骤(1)中，其中一个亲本含抗性基因 Pib、Pbl和Pi54,另一个亲本含抗性 基因 Pita、Pib和Pi54。但是并不局限于本发明所列举的组配方式，只要父本和母本杂交后 的配子含有Pi54、Pita、Pib和Pbl基因就可实施。
[0016]优选的，亲本中，母本为镇稻18号，父本为镇稻16号。两者具有优良的遗传背景，以 镇稻18号和镇稻16号为亲本，可选育出高产、持久穗瘟抗性水稻镇稻448。
[0017] 步骤(1)中，稻瘟病抗性基因采用功能标记鉴定;步骤(2)中，聚合育种中采用功能 标记辅助选择含稻瘟病抗性基因的水稻植株。功能标记操作简单，准确易行，大幅提高育种 效率。
[0018] Pi54、Pita、Pib的分子标记可采用文献中所报道的，Pbl的分子标记为包含Pbl基 因编码区上游926bp~1085bp的DNA片段。
[0019] 所述Pbl的分子标记如SEQ ID N0.3所示，或为包含SEQ ID N0.3所示序列的DNA片 段。SEQ ID N0:3为本发明引物扩增出的159bp片段，扩增区域为Pbl基因编码区上游926bp ~1085bp〇
[0020] 所述Pbl的功能标记正向引物的碱基序列如SEQ ID NO.1所示，反向引物的碱基序 列如SEQ ID N0.2所示
[0021 ]所述Pbl的分子标记的检测方法，包括：
[0022] (1)根据所述的稻瘟病抗性基因 Pbl功能特异性分子标记的核苷酸序列设计引物；
[0023] (2)以被检测水稻的基因组DNA作为模板进行PCR扩增；
[0024] (3)判断PCR扩增产物中是否存在所述的分子标记。
[0025] -种实施方式，所述Pbl的分子标记的引物包括：
[0026] 正向引物:ATCAACGCTACCTTCCC;
[0027] 反向引物:GTGCCATCACAATTTCTTC。
[0028] 采用上述引物时，PCR扩增的体系为：1.5μ1基因组DNA，0.5μ1 2mM上游引物，0.5μ1 2mM下游引物，1·2μ1 lOXTaq Buffer，0.3yl ImM dNTP，0.1yl100 0U Taq DNA聚合酶， ddH20补足至lOyLPCR扩增的程序为:95°C预变性5min;94°C变性30s，55°C退火30s，72°C延 伸40s，运行33个循环；最后72°C 10min。
[0029] F1超亲优势是指杂种(F1)的某一性状平均值减去高值亲本(HP)同一性状平均值 所得的差除以高值亲本(HP)，F1超中亲优势是指杂种(F1)的某一性状平均值减去双亲同一 性状平均值(MP)所得的差除以双亲均值(MP )，均以百分比表示;本申请中，F1产量超亲优势 在8%-15%，进一步为9-11%，常规稻选育主要利用加性效应，增幅过大，往往是是显性效 应和上位性效应(常规稻选育难以利用的效应）；同时，F1的株高和播始历期(播种期至始穗 期相隔天数)超中亲优势均小于3%。
[0030] 步骤（2)为：根据育种目标，亲本材料进行杂交，杂交后代筛选出含"Pita+Pib+ Pi54+PbΓ、农艺性状优良的个体连续自交，直至抗性基因纯合;对稳定株系进行田间穗瘟 病抗性评价和综合农艺性状评价，筛选出聚合"Pita+Pib+Pi54+Pbl"且农艺性状优良的水 稻株系;所述的育种目标至少包括高产、聚合"Pita+Pib+Pi54+Pbl"和抗穗颈瘟。
[0031] 田间穗瘟病抗性评价包括:通过在高氮肥高湿度(每亩施用纯氮22Kg、RH>80%)设 有诱发品种的设施病圃，采用稻瘟病不同生理小种的混合液于孕穗期（具体可以为抽穗前 3-4天)进行穗瘟的人工接种鉴定，混合液中，品种目标区域的优势小种和次优势小种占比 为70~80%;或/和不同生态区稻瘟病重发区的自然诱发鉴定。
[0032] 综合农艺性状评价包括:根据高产、优质、抗倒等育种目标，当选综合农艺性状突 出的个体。
[0033] 与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
[0034] 1.多基因聚合"Pita+Pib+Pi54+Pbl"，较好地应对生理小种复杂且变异程度高的 现象。Pi54非专化性基因，是激活了水稻的复杂防卫机制，可以较有效解决生理小种复杂且 变异程度高的问题，延长抗性使用品种使用年限。
【申请人】对具有不同抗性基因的参试品种 对江苏不同生理小种的抗性等级分析，结果表明：Pita与种群B和C的抗性等级呈显著负相 关(抗）；Pib对种群D、E、F的抗性等级呈显著负相关(抗）JiSA+Pita+Pib较好地结合植物体 的水平抗性和垂直抗性。
[0035] 2.穗期抗病基因 Pbl的利用，较好地协调高产与抗病的矛盾。在植物病害系统中， 病原菌往往通过产生效应子克服寄主植物防卫反应，而植物进化(生产）出相应的识别受体 R蛋白，来识别和防御这些效应子而启动特异性的防卫反应(垂直抗性）。所以，抗病机制的 运行，是要消耗一定的能量(ATP)，即高抗(多抗）品种往往与其产量有一定负相关。抗病基 因 Pbl非组成型表达，仅在穗期以后(产量形成最为关键时期)增强表达，是一个"节能型"抗 性基因，有利于高产与抗性的结合。此外，Pbl基因来源于抗源Modan，在日本成功应用了30 多年，未出现抗性退化，是持久抗穗瘟基因。
[0036] 3.丰富的遗传背景，是实现高产高抗的遗传基础。亲本中含有推广面积在500万亩 以上的主推品种的未缘，育种的品种的基因组可能存在着主要病害的复杂防卫机制的遗传 背景，延长抗性基因的使用年限;在此基础适度拓宽双亲的遗传距离，增强杂种优势，保障 抗性能量(ATP)消耗，实现高产与高抗有机结合。
[0037] 4.关于Pbl分子标记。现有技术中，日本研究者已经开发了与Pbl连锁的RFLP标记。 但存在三个不足:①实验操作繁琐，检测效率低。由于RFLP标记需要用限制性内切酶酶切 DNA、凝胶电泳分开DNA片段、转移滤膜及用放射性标记的探针杂交显示特定的DNA片段等步 骤，实验操作繁琐，检测周期长，成本高昂，不适于大规模的分子育种。②选择有误差，准确 率不高。由于此标记位于抗性基因 Pbl的侧翼，与目标基因存在着一定的物理距离，在减数 分裂过程中选择标记与目标基因可能发生交换，容易出现错选的情况，选择准确率不高。③ 连锁标记应用有局限性。连锁标记可能受到遗传背景的限制，在不同的群体中选择，需对亲 本的多态性进行检测；限制了标记在非多态群体的使用。在随后利用抗性基因 Pbl的研究， 也有报道SSR标记RM26998作为连锁标记，虽实验操作简便，但选择效率不高和应用局限性 仍未得到解决。
[0038] 本发明分子标记可特异性检测Pbl基因。因 Pbl基因位于一个以60-kb为单位的串 联重复序列中，Pbl与抗病基因 P5紧密连锁，且Pbl基因与P5基因编码的蛋白只有一个谷氨 酸的差异，而Pbl发挥功能取决于基因编码区上游l_2056bp序列，
【申请人】发现P5和Pbl含1- 1016bp序列，而Nip(感病品种日本晴，无 Pbl基因）无;Pbl和Nip均含1017-2056bp序列，而P5 无，因此在Nip和P5序列的边界处设计引物，可特异扩增Pbl片段，检测的准确性高。本发明 设计的引物特异性好，采用该引物扩增出的SEQ ID N0:3所示分子标记片段大小为159bp， 可直接用8%聚丙烯酰胺凝胶电泳检测目标条带，成本低，操作简便，适合于大规模的分子 育种。
[0039] 5、采用分子标记辅助选择，可提高育种效率。
【附图说明】
[0040] 图1为Pbl与P5基因编码区上游l-1016bp序列比对(框代表后引物位置）；
[0041 ] 图2为Pbl基因编码区上游1017-2056bp与对应的Nip基因组序列比对(框代表前引 物位置）；
[0042]图3为镇稻88系谱图；
[0043] 图4为镇稻11号、15号、18号系谱图；
[0044]图5为江苏省审定品种中Pbl基因检测电泳图；
[0045]图6为镇稻448系谱图（高产高抗稻瘟病新品系镇稻448系谱图），备注:a为推广面 积500万亩以上的品种，b为超级稻，c为正在扩大推广品种，1为日本亲缘，2为太湖流域亲 缘，3为杭嘉糊亲缘，4、东北稻亲缘，5为籼稻交后代。
【具体实施方式】
[0046]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
[0047]实施例1抗穗瘟基因 Pbl的功能标记的开发
[0048] -、引物设计
[0049] Pbl 基因：genebank 登录号为 AB570371 · 1 ;P5 基因：genebank 登录号 AB570370.1。 [0050] Pbl位于一个以60kb为单位的串联重复序列中，且Pbl位于第二个重复序列中，与 第一个重复序列中的P5相对应。P5编码的蛋白只比Pbl多了一个谷氨酸，Pbl与P5都具有穗 瘟抗性，但Pbl抗穗瘟能力显著高于P5,两个基因抗穗瘟的差异并不是这个谷氨酸的差异造 成的，而是Pbl的基因表达水平明显高于P5。通过比对Pbl与P5基因编码区上游启动子区发 现，基因编码区上游l〇16bp的启动子序列完全匹配（图1)，而感病品种（以Nip即日本晴为 例）不含这段序列；基因编码区上游l〇17bp-2056bp处，Pbl与Nip序列大部分匹配（图2)，而 P5不含这段序列。l-1016bp和1017-2056bp序列同时存在，Pbl才能发挥功能。因此，我们将 前引物SEQ ID N0:1设计在1017-2056bp之间，后引物SEQ ID N0:2设计在l-1016bp之间，能 够特异检测Pbl基因。
[0051 ]正向引物（即前引物）：ATCAACGCTACCTTCCC [0052]反向引物（即后引物）：GTGCCATCACAATTTCTTC [0053] 二、Pbl检测的实验流程
[0054]对江苏省审定品种中镇稻88、镇稻11号、武育粳23、镇稻15号、宁9108、镇稻19号、 镇稻18号、镇稻14号进行检测。
[0055]步骤一、DNA 提取（SDS法）：
[0056] 1、将2cm长的叶片剪碎置2ml的离心管中，加上钢珠，然后放入装液氮的保温瓶中 速冻，快速捞取放在48孔模具上，盖好盖子置于磨样机上震动30s，取下离心管，倒出钢珠。 [0057] 2、在含有液氮磨碎的叶片的2ml离心管中，加入SDS(0.1M Tris-Hcl，PH 8.0; 0.025M EDTA，PH 8.0;29.25g/l Nacl;12g/1 SDS)600yl，放置65°C水浴锅中，30min。
[0058] 3、加入 150μ1 KAc(PH 4.8)，放置-2(TC冰箱，30min。
[0059] 4、加入与SDS等体积的氯仿：异戊醇（体积比为24:1)溶液，放置振荡器充分摇匀， 20min〇
[0060] 5、离心，12000rpm，4min，转移200μ1上清液置1.5ml离心管中。
[0061 ] 6、在上清液中加入2倍体积-20 °C预冷的无水乙醇，置于-20 °C冰箱，20min。
[0062] 7、离心，12000rpm，4min，弃上清，风干，加入200μ1 ddH2〇溶解，此为DNA母液。
[0063] 8、将母液稀释10倍即为DNA工作液。
[0064] 9、取1·5μ1用于PCR扩增反应。
[0065] 步骤二、PCR扩增：
[0066] PCR扩增反应在PCR扩增仪上进行。
[0067] 1、反应体系如下：
[0068] 总体积：10μl。DNAl·5μl;2mMSEQIDN0 :l上游引物0·5μl;2mMSEQIDN0:2下 游引物0.5yl;10XTaq Buffer(GENERAY，捷瑞公司）1·2μ1，1πιΜ dNTP 0·3μ1，100〇υ Taq DNA聚合酶(GENERAY)O. ΙμL，加 ddH20补足至 10μ1。
[0069] 2、PCR的扩增程序如下：
[0071] 步骤三、PCR产物检测：
[0072]用8%聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测，取扩增好的PCR产物2μ1，以DNA Marker (100bp-IDNA ladder)作为分子量对照，在240V恒压下电泳1小时。银染显示DNA条带，通过 比对DNA Marker找到目标条带，根据片段大小判断抗感基因：用引物对SEQ ID NO: 1和SEQ ID从):2检测，15%?为含?131，不含?131则扩增不出条带。
[0073]结果如图5,样品顺序（从左到右）为：镇稻88、镇稻11号、武育粳23、镇稻15号、宁 9108、镇稻19号、镇稻18号、镇稻14号，Μ代表Marker。在这8个水稻品种中，镇稻88、镇稻11 号、镇稻15号和镇稻18号检测到Pbl基因，其余水稻品种未检测到Pbl基因。
[0074] 三、江苏省审定品种Pbl基因检测
[0075] Pb 1基因来自籼稻品种Modan，而镇稻88由Modan衍生而来（图3)，镇稻88田间穗瘟 抗性好，通过Pbl基因的功能标记检测发现其含有Pbl。而镇稻11号、15号、18号皆由镇稻88 衍生而来(图4)，这三个品种也检测到了Pbl基因，与其田间抗穗瘟表型相一致。
[0076] 实施例2Pi54、Pita、Pib功能标记及引物
[0077] Pita、Pib、Pi54功能标记及引物均采用现有技术中已经公开的分子标记及引物序 列(表1)。利用Pi-ta引物检测到1042bp片段，同时Npi-ta引物扩增不出目的片段，这样的材 料含有Pita基因；利用Pi-b引物检测到365bp片段，同时Npi-b引物扩增不出目的片段，这样 的材料含有Pib基因，而Pib不能扩增出目的片段，但是Npi-b引物扩增803bp片段，携带感病 基因；抗病基因 Pi54功能标记为共显性标记，扩增片段216bp(抗)/359bp(感）。
[0078] 表1引用的功能标记引物及其扩增片段
[0079]
[0080]抗性基因 Pita、Pib、Pi54检测的实验流程按照参考文献(范方军，王芳权，刘永峰， 等.？卜13、？1-丨&、？11〇11和？154对水稻穗颈瘟的抗性评价[刀.华北农学报，2014,29(3) :221-226)，略作修改:Pita、Pib基因的两对标记的扩增程序中，72°C延伸用的是lmin，Pita是用 4%的聚丙烯酰胺凝胶电泳。
[0081 ]实施例3镇稻448的选育
[0082]以江苏丘陵地区镇江农业科学研究所培育的迟熟中粳新品系镇稻448为例：
[0083]亲本的选择:采用实施例1的分子标记对现有的一些水稻材料进行检测，确定水稻 稻瘟病抗性基因类型，最终选择携带抗性基因 Pib、Pbl和Pi54的镇稻18号以及携带抗性基 因 Pita、Pib和Pi54的镇稻16号作为亲本。
[0084] 1.选育经过：
[0085] 1)、2009年正季，以镇稻18号（抗性基因 Pib+Pbl+Pi54)为母本，以镇稻16号（抗性 基因 Pita+Pib+Pi54)做父本，得F〇种子34粒；
[0086] 2)、2009年冬在海南种植?120株，去杂后混收；
[0087] 3)、2010年正季种植F2代1206株，根据丰产性(单株产量在>35克）、熟期（抽穗期在 8月22日至8月28日）、外观品质（垩白率〈25%)性状进行初筛，利用抗稻瘟病基因 Pita、Pbl 功能标记检测，当选含Pita+Pbl迟熟中粳15株；
[0088] 4)、2011年正季种植F3代15个株系，当选5个株系，共获含Pita+Pbl基因11株；
[0089] 5)、2011年冬在海南种植F4代11个株系，当选8个含Pita+Pbl基因株系，按株系混 收；
[0090] 6)、2011年在句容种植F5代8个株系，当选3个含Pita+Pbl基因株系共10株，此时四 个抗性基因已经纯合；
[0091] 7)、2013年在句容种植F6代10个株系，同时在高氮肥(每亩施用纯氮22Kg)、高湿度 水平(RH>80%)下进行人工接种穗颈瘟鉴定和产量鉴定试验，选留2个表现为抗穗颈瘟和抗 倒伏株系；人工接种穗颈瘟于孕穗期（具体为抽穗期3-5天）用注射器注射lmL孢子悬浮液； 孢子悬浮液在已配成10 X 10倍显微镜下每视野30-40个孢子的生理小种，按生理小种体积 比（ZGi: ZB27: ZC15: ZD?: ZE3: ZFi = 40:20:15:9:8:8)混合而成。
[0092] 8)、2014年在句容进行品比试验，表现优质高产、尤抗穗颈瘟，上年代号6448，暂定 名镇稻448(含抗性基因 Pita+Pib+Pbl+Pi54)。
[0093] 2.特征特性
[0094]对镇稻448的特征特性如稻瘟病抗性、农艺性状进行鉴定，鉴定为本领域通用方 法。
[0095] 1)稻瘟病抗性突出，综合抗性好。
[0096]镇稻448参加江苏省迟熟中粳预试，抗性表现突出；据江苏省植保所抗性鉴定表 明：该品系对六个稻瘟病生理小种ZB27、ZC15、ZD7、ZE3、ZFi、ZGi分别为0级、0级、0级、1级、0 级、0级，稻瘟病综合指数3.5;穗颈瘟最高损失率仅9.5 %，为3级，抗性评价:中抗。在本所高 氮肥自然诱发鉴定圃中，穗瘟发生轻，明显好于生产主推品种。此外，对白叶枯病、稻曲病、 纹枯病和条纹叶枯病均具有较好的抗性。
[0097] 2)穗粒结构协调，产量潜力大。
[0098]镇稻448在江苏省2015年迟熟中粳预备试验中，平均产量折合亩产723.2kg，产量 变幅为669.0-771.0kg，较对照（武运粳24号）增产6.68 %。每亩有效穗22.8万，每穗总粒数 133.8粒，结实率97.26 %，千粒重31.75克;亩颖花量大，产量潜力大，稳产性好。
[0099] 3)综合农艺性状突出。
[0100] 镇稻448全生育期150.6天，比对照短（武运粳24号）1.6天，株高适中（94.0cm左 右），比对照矮1.9cm，株型紧凑，倒性强。稻米品质国标3级。
[0101] 镇稻448的日产量比母本和父本的分别提高3.37和4.48个百分点，抗性等级比母 本和父本的分别提高1.4和0.5个等级。在预试中表现为高产稳产、稻瘟病抗性突出、熟期 早、耐肥抗倒，进入江苏省2016年迟熟中粳区试。
[0102] 表2镇稻448与亲本镇稻18号、镇稻16号的主要农艺的比较(2015,江苏句容）
[0103]
[0104] 3.优异特性的成因分析。
[0105] 1)镇稻448具有丰富的遗传背景。融合了大面积500万亩以上主推品种武运粳7号、 武育粳3号、镇稻88和武粳15的遗传背景，具有日本亲缘、太湖流域亲缘、杭嘉湖亲缘、东北 稻亲缘和籼稻亲缘，具有丰富的遗传背景（图6)，为聚合高产稳产高抗稻瘟病奠定了丰富的 遗传基础。F1产量超亲优势在9.6%，F1的株高和播始历期超中亲优势分别为2.5%和-1.3%〇
[0106] 2)"Pita+Pib+Pi54"多基因聚合，实现不同抗病防御机制的有机结合。Pi54为非专 化性基因，是激活了水稻的复杂防卫机制;Pita和Pib是完全抗性基因，Pi54+Pita+Pib的组 合，产生基因的加性效应，拓宽了抗谱;穗期开始启动的部分抗性基因 Pbl，在水稻抗性脆 弱时期也是产量形成的关键时期，起到阶段性加强抗性的作用，大大降低了感病的风险。
[0107] 3) "节能型"持久抗性基因 Pbl的利用，有利于高产与抗性的结合。抗病机制的运 行，是要消耗一定的能量(ATP)，即高抗(多抗)品种往往与其产量有一定负相关。Pbl基因来 源于抗源Modan，在日本成功应用了 30多年，未出现抗性退化;其表达量仅在抽穗期始逐步 加大，保障水稻在抗性脆弱时期即产量形成的关键时期对病原菌提高抗性，而在其它非关 键时期不表达，减少能量消耗，有利于高产与抗性的结合。
【主权项】
1. 一种高产、持久穗瘟抗性水稻的育种方法，其特征在于，包括： (1) 亲本选择:对水稻材料进行稻瘟病抗性基因的鉴定，在水稻材料中根据以下配组原 则组配优势组合： 至少有一个亲本含有累计推广面积在500万亩以上的主推品种的亲缘； 符合抗稻瘟病多基因聚合模式"Pita+Pib+Pi54+PbΓ，抗性基因互补； 根据双亲系谱和形态差异，适度拓宽双亲遗传距离，使F1产量超亲优势在8%-15%，Fl 的株高和播始历期超中亲优势均小于3% ; (2) 根据育种目标，对亲本材料进行聚合育种，获得高产和持久穗瘟抗性水稻品种;所 述的育种目标至少包括高产、聚合"Pita+Pib+Pi54+Pbl"和抗穗颈瘟。2. 根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，步骤(1)中，稻瘟病抗性基因采用分子 标记鉴定;步骤(2)中，聚合育种中采用分子标记辅助选择含稻瘟病抗性基因的水稻植株。3. 根据权利要求2所述的育种方法，其特征在于，Pbl的分子标记为包含Pbl基因编码区 上游926bp~1085bp的DNA片段。4. 根据权利要求2所述的育种方法，其特征在于，Pbl的分子标记如SEQ ID NO.3所示， 或为包含SEQ ID NO.3所示序列的DNA片段。5. 根据权利要求4所述的育种方法，其特征在于，Pbl的分子标记引物包括： 正向引物:ATCAACGCTACCTTCCC; 反向引物：GTGCCATCACAATTTCTTC。6. 根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，步骤(1)中，其中一个亲本含抗性基因 Pib、Pbl和Pi54,另一个亲本含抗性基因 Pita、Pib和Pi54。7. 根据权利要求6所述的育种方法，其特征在于，母本为镇稻18号，父本为镇稻16号。8. 根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，步骤(2)为:根据育种目标，亲本材料 进行杂交，杂交后代筛选出含"Pita+Pib+Pi54+Pbl"、农艺性状优良的个体连续自交，直至 抗性基因纯合；对稳定株系进行田间穗瘟病抗性评价和综合农艺性状评价，筛选出聚合 "Pita+Pib+Pi54+Pbl"且农艺性状优良的水稻株系；所述的育种目标至少包括高产、聚合 "Pita+Pib+Pi54+Pbl" 和抗穗颈瘟。9. 根据权利要求8所述的育种方法，其特征在于，田间穗瘟病抗性评价包括:建立设施 病圃，采用稻瘟病不同生理小种的混合液于孕穗期进行人工接种鉴定，混合液中，品种目标 区域的优势小种和次优势小种占比为70~80%;或/和不同生态区稻瘟病重发区的自然诱 发鉴定。
【文档编号】A01H1/04GK105830912SQ201610304712
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】林添资, 龚红兵, 景德道, 孙立亭, 余波, 钱华飞, 曾生元, 李闯, 姚维成, 盛生兰, 周义文
【申请人】江苏丘陵地区镇江农业科学研究所