【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物之一,全球有超過一半的人口以稻米為主食,南方水稻黑條矮縮病(SRBSDV)的爆發(fā)給水稻生產(chǎn)造成極大損失。實踐證明,發(fā)掘利用新抗源、培育抗病新品種,是控制水稻病害最經(jīng)濟有效、最環(huán)保的措施。然而,迄今為止,尚無與SRBSDV抗性相關(guān)的基因或QTL的報道。本研究利用SNP標記,對廣西地方稻種資源核心種質(zhì)的SRBSDV苗期抗性進行全基因組關(guān)聯(lián)分析。同時對普通野生稻導(dǎo)入系D4的SRBSDV苗期抗性主效QTL進行精細定位,結(jié)合基因表達量分析鑒定出候選基因,為抗SRBSDV水稻分子育種提供新的基因資源和可靠的分子標記,為該基因的圖位克隆和功能分析奠定堅實的基礎(chǔ)。1.廣西地方稻種資源核心種質(zhì)SRBSDV苗期抗性的全基因組關(guān)聯(lián)分析利用人工接種方法,對廣西地方稻種資源核心種質(zhì)進行SRBSDV苗期抗性鑒定,結(jié)果顯示,419個地方品種的SRBSDV苗期抗性表現(xiàn)出明顯差異,發(fā)病率變異范圍為6.11-100%,平均值為84.80%。利用211,818個SNP標記,全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)共檢測到5個與水稻SRBSDV苗期抗性相關(guān)的QTL,分別為qSRBSDV1、qSRBSDV4、qSRBSDV5、qSRBSDV11及qSRBSDV12,單個QTL可解釋7.84-17.80%的表型變異。在所有的關(guān)聯(lián)SNP位點中,共檢測到221個候選基因,其中46個候選基因在秈稻群體和總體樣本群體中均被檢測到。2.普通野生稻導(dǎo)入系D4的SRBSDV的抗性特征及其遺傳分析D4為含有普通野生稻血緣的高抗SRBSDV材料,本研究采用排驅(qū)性及抗生性測驗分析了 D4對傳毒介體白背飛虱的抗性水平,結(jié)果表明D4對傳毒介體白背飛虱既無排驅(qū)性也無抗生性,表明其對SRBSDV的抗性為抗病毒性而非抗蟲性。同時,采用人工接種鑒定方法對廣恢998/D4 F2代進行SRBSDV苗期抗性遺傳分析,結(jié)果顯示,F2群體的水稻SRBSDV苗期抗性呈偏正態(tài)分布,表明抗源D4的SRBSDV苗期抗性受主效基因和微效基因共同控制。3.利用基于高通量測序的QTL-seq技術(shù)定位與水稻SRBSDV苗期抗性相關(guān)的主效QTL通過對357份998/D4 F2代衍生的F2:3家系進行SRBSDV人工接種鑒定,選取極端抗、感各50 個F2單株的DNA等量混合,構(gòu)建抗、感池,與雙親一起進行重測序。采用SNP-index關(guān)聯(lián)分析法,將與水稻SRBSDV苗期抗性相關(guān)的主效QTL定位于第9染色體上1.40M的范圍內(nèi),其物理距離為16,300,001-17,700,001bp,區(qū)間內(nèi)包含218個預(yù)測基因,命名為qSRBSDV9。4.水稻SRBSDV苗期抗性主效QTLqSRBSDV9的驗證及精細定位利用InDel標記,對SRBSDV苗期抗性主效QTL進行連鎖遺傳分析,利用區(qū)間作圖法,檢測到與SRBSDV苗期抗性相關(guān)的QTL位于第9染色體上的分子標記Indel7和Indel40之間,與QTL-seq檢測出來的qSRBSDV9位置相吻合,該區(qū)域的LOD值為4.8,可以解釋34.6%的表型變異。根據(jù)qSRBSDV9的定位區(qū)間,設(shè)計InDel引物,擴增親本和分離群體單株,先篩選在雙親間具有多態(tài)性的InDel標記,利用雙親間具有多態(tài)性的InDel標記篩選近等基因系,最終找到12個重組單株,比較重組單株與抗、感親本的標記差異,采用代換作圖法,最終將qSRBSDV9定位于分子標記ID32和ID35之間(物理距離為17,393,019-17,495,354bp)102.3kb的范圍內(nèi),該區(qū)間僅包含21個預(yù)測基因。5.水稻SRBSDV苗期抗性相關(guān)候選基因分析通過參考水稻基因組的注釋信息,對qSRBSDV9區(qū)域內(nèi)的預(yù)測基因進行功能注釋。通過對抗、感親本進行人工接種SRBSDV,對qSRBSDV9區(qū)域內(nèi)的21個候選基因進行接種前后表達量分析,最終鑒定出兩個參與水稻SRBSDV苗期抗性調(diào)控的最優(yōu)候選基因 LOC_Os09g28690 和 LOC_Os09g28730。6.水稻SRBSDV苗期抗性主效QTLqSRBSDV9連鎖分子標記的開發(fā)及其育種評價利用田間自然鑒定法,對桂育7號/D4構(gòu)建的BC3F3代衍生的BC3F3:4群體進行SRBSDV苗期抗性鑒定,利用與SRBSDV苗期抗性位點qSRBSDV9緊密連鎖的InDel標記ID32和ID35對抗、感株系進行檢測,結(jié)果顯示,兩個標記的擴增條帶均清晰、穩(wěn)定,基因型與表型的吻合率均達到90%以上。與此同時,利用這兩個標記篩選含有qSRBSDV9的近等基因系,其抗病性比感病親本有了顯著的提升。研究結(jié)果表明,水稻SRBSDV苗期抗性主效QTLqSRBSDV9及其連鎖分子標記ID32和ID35可以應(yīng)用于水稻分子標記輔助選擇育種。
【圖文】：

病株莖稈表面有乳白色大小約１？２ｍｍ的瘤狀突起（手摸有明顯粗糙感），瘤突呈蠟點狀逡逑縱向排列成一短條形，早期乳白色，后期褐黑色。感病植株根系不發(fā)達，須根少而短，逡逑嚴重時根系呈黃褐色（周國輝等，２００８；周國輝等，２０１０；邋Ｚｈｃｍｅｔａｌ．，２０１３）（圖１－１）。逡逑我國近年常發(fā)生并且與ＳＲＢＳＤＶ在癥狀上不易辨別的水稻病毒病有水稻鋸齒葉矮逡逑縮病和水稻黑條矮縮病。葉脈脈腫和葉緣缺刻是水稻鋸齒葉矮縮病的特征癥狀，利用此逡逑特征可辨別二者；“倒生根”和“高節(jié)位分枝”在水稻黑條矮縮病中較少出現(xiàn)，可以根逡逑據(jù)此特征辨別二者（Ｍｉｌｎｅｅｔａｌ．，１９８２；何愚等，，１９８４）。逡逑１逡逑

邐ｅ逡逑（杜琳琳，２０１２；王頌，２０１２）逡逑圖１－１邋ＳＲＢＳＤＶ發(fā)病癥狀逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｙｍｐｔｏｍ邋ｏｆ邋ｒｉｃｅ邋ｉｎｆｅｃｔｅｄ邋ｂｙ邋ＳＲＢＳＤＶ逡逑ａ：田間危害狀；ｂ：病株與健康株；ｃ：倒生須根；ｄ：染病植株葉鞘上的蠟條狀；ｅ：高位分蘗；逡逑ａ：邋Ｓｙｍｐｔｏｍ邋ｏｆ邋ＳＲＢＳＤＶ邋ｉｎ邋ｆｉｅｌｄ；邋ｂ：邋Ｉｎｆｅｃｔｅｄ邋ｐｌａｎｔ邋ａｎｄ邋ｈｅａｌｔｈｙ邋ｐｌａｎｔ；邋ｃ：邋Ｉｎｖｅｒｔｅｄ邋ｆｉｂｒｏｕｓ邋ｒｏｏｔｓ；邋ｄ：逡逑Ｗｈｉｔｅ邋ｅｎａｔｉｏｎｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｓｔｅｍ；邋ｅ：邋Ｔｉｌｌｅｒｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｈｉｇｈ邋ｎｏｄｅ逡逑１．２邋ＳＲＢＳＤＶ的發(fā)生和流行逡逑ＳＲＢＳＤＶ于２００１年首次被周國輝在廣東省陽西縣水稻田中發(fā)現(xiàn)（周國輝等，２００４），逡逑其后，周國輝等（２００４）根據(jù)病害癥狀、發(fā)生區(qū)域生態(tài)特點及病毒基因組的片段序列，逡逑認為該病的病原是水稻黑條矮縮病病毒（Ｒｉｃｅ邋ｂｌａｃｋ－ｓｔｒｅａｋｅｄ邋ｄｗａｒｆ邋ｖｉｒｕｓ，ＲＢＳＤＶ）邋—個逡逑新品種或新株系。２００８年，周國輝等（２００８）報道了該病毒應(yīng)為呼腸病毒科（ＡｅｏＷｎＷａｅ）逡逑斐濟病毒屬的一個新種，并命名為南方水稻黑條矮縮病毒（Ｓｏｗlzｅｍ邋ｒｆｃｅ逡逑ＷａｃＡ：－對ｖ／ｒｕｓ，邋ＳＲＢＳＤＶ）。ＳＲＢＳＤＶ由遷飛性昆蟲白背飛槰傳播，由它引起逡逑的ＳＲＢＳＤＶ已經(jīng)在我國華南、西南等廣大稻區(qū)以及越南、日本等國的部分稻區(qū)流行和逡逑危害（周國輝等
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.111.4

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本文編號：2625752