水稻抗褐飞虱新基因资源挖掘与分子标记开发：基于印度本土稻种资源的基因组解析

针对亚洲稻区褐飞虱(Nilaparvata lugens, N.lugens)生物型4的严重危害，ICAR-NRRI研究团队通过三年田间筛选和82个SSR标记分析，从152份印度本土稻种中鉴定出33个抗性种质，发现RM1313(Bph9)和RM7(Qbph3)标记与抗性显著关联。该研究为培育持久抗虫水稻品种提供了珍贵基因资源和分子育种工具。

　　

在亚洲稻作区，褐飞虱(Nilaparvata lugens, N.lugens)如同无形的"吸血鬼"，通过刺吸稻株汁液传播病毒性疾病，每年造成70-100%的产量损失。尤其令人担忧的是，被称为"南亚生物型"的生物型4已对现有抗性品种产生适应性进化，而过度使用化学杀虫剂更导致害虫产生抗药性。面对这一双重挑战，印度农业研究委员会-国家水稻研究所(ICAR-NRRI)的Guru-Pirasanna-Pandi Govindharaj团队决定从丰富的印度本土稻种资源中寻找新的抗性基因。

研究人员历时三年(2021-2023)对152份水稻种质进行系统评价，采用标准种子盒筛选法(SSST)结合表型参数分析，包括植株损伤率(4.6-8.9% vs 84.8-100%)、若虫存活率(11.5-24% vs 74-96.6%)等指标，筛选出33个高抗种质。通过82个与28个抗性基因/QTLs关联的SSR标记进行基因分型，结合GLM/MLM模型分析，首次在印度本土稻种中鉴定出RM1313(Bph9)和RM7(Qbph3)两个关键标记。

关键技术包括：1)标准种子盒筛选法(SSST)进行抗性分级；2)若虫存活率与蜜露分泌量测定；3)82个SSR标记的基因分型；4)混合线性模型(MLM)进行标记-性状关联分析。

研究结果显示：

1. 表型变异：抗性种质表现出显著较低的植株损伤(4.60-8.90%)和若虫存活率(11.50-24.00%)，但具有更多取食痕迹(22.67-32.00处/株)，暗示存在抗生性机制。

2. 基因分型：82个SSR标记平均多态信息含量(PIC)为0.128，RM335标记显示最高多样性(0.61)。

3. 群体结构：△K分析揭示三个亚群，AMOVA显示87%变异存在于群体内部。

4. 标记关联：RM1313(Bph9)和RM7(Qbph3)分别解释6-8%表型变异，其中Bph9基因编码的NLR蛋白能激活水杨酸和茉莉酸信号通路。

讨论指出，来自恰蒂斯加尔邦的种质表现出特殊抗性优势(9/33抗性种质)，可能与当地多雨气候下的协同进化有关。发现的抗性标记为分子标记辅助育种提供了新工具，特别是Bph9基因的双重防御机制(抗生性+排趋性)对培育广谱抗性品种具有重要意义。该成果发表于《Botanical Studies》，为应对褐飞虱生物型4的进化挑战提供了本土化解决方案。