江苏省多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应分析及Pb1基因功能标记开发

[目的]研究多基因聚合对水稻稻瘟病抗性的效应,并开发Pb1基因功能标记,为江苏省培育持久抗稻瘟病品种及提高其育种效率提供理论依据.[方法]开发Pb1基因的功能标记,并结合Pita、Pib、Pi54、Pikm和Pizt功能标记检测2015─2017年参加江苏省预试的703份常规粳稻材料的抗病基因,分析其聚合方式与稻瘟病抗性的相关性.[结果]在Pb1基因编码区上游926～1085 bp设计1个存在/缺失标记M1,其引物可扩增获得160 bp的片段.703份供试材料中,Pita、Pib和Pi54基因频率高于Pikm、Pb1和Pizt,虽然抗病频率(稻瘟病综合指数≤5.0的材料所占比例)在2015─2017年呈逐年快速升高趋势,但3年间达中抗及以上等级的材料所占比例均较低.不含抗病基因的材料11份,综合指数≤5.0的材料4份,抗病频率为36.36％;当所含抗病基因数≤3个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显增加,当所含抗病基因数≥4个时,随着含抗病基因数的增加,对应的材料数量、出现频率和综合指数≤5.0的材料数量均明显降低.抗病基因数越多,抗病频率越高,当抗病基因数达6个时,抗病频率达100.00％,说明聚合的抗病基因数与抗病频率呈正相关.3个抗病基因聚合的最佳方式为:Pi54+Pib+Pb1或Pita+Pib+Pikm.4个抗病基因聚合的最佳方式为Pita+Pib+Pikm+Pizt或Pita+Pi54+Pib+Pb1.[结论]开发的Pb1基因功能标记可应用于水稻稻瘟病抗性育种,以提高选择效率.多基因聚合能提高水稻稻瘟病抗性,但抗性强弱取决于抗性基因间的互作效应,并不是简单的累加效应.