利用标记辅助技术将水稻叶枯病抗性基因（Xa21、xa13和xa5）导入短生育期水稻品种Luit中

《Cereal Research Communications》：Marker-assisted pyramiding of bacterial leaf blight resistance genes (Xa21, xa13 and xa5) in a short-duration rice cultivar Luit

　　

摘要

由Xanthomonas oryzae pv. oryzae（Xoo）引起的细菌性叶枯病是水稻最具有破坏性的病害之一，对印度东北部潮湿且易发洪水的地区的水稻产量构成严重威胁。短生育期水稻品种Luit因其早熟和适应性强的特点在阿萨姆邦被广泛种植；然而，它易感染细菌性叶枯病，这限制了其在病害高发条件下的产量稳定性。本研究旨在通过标记辅助堆叠技术，将三个主要的抗性基因Xa21、xa13和xa5引入Luit，以提高其抗病性。研究采用以IRBB60作为供体亲本的标记辅助回交育种方法，利用基因特异性功能标记来追踪目标抗性基因，同时运用多态性SSR标记来评估返祖亲本基因组的恢复情况。在对BC?F?群体进行筛选后，共发现了57株同时携带这三个抗性基因的纯合植株。这些经过堆叠处理的植株的返祖亲本基因组恢复率在81.25%到93.84%之间，同时保持了Luit的诸多重要农艺特性，如早花、成熟期以及谷物产量。研究人员还用代表阿萨姆邦不同农业气候区域的三种强毒力Xoo分离株对这些植株的抗性进行了测试。携带所有三个抗性基因的植株的病斑长度始终短于仅携带一个或两个抗性基因的植株，其抗性水平与供体亲本IRBB60相当。有几株堆叠处理的植株不仅具备较高的抗细菌性叶枯病能力，还具有较高的返祖亲本基因组恢复率以及良好的农艺表现。这些研究结果表明，通过标记辅助堆叠技术整合Xa21、xa13和xa5基因是提升Luit品系抗细菌性叶枯病能力的有效策略。这些选定的堆叠处理材料为针对易感该病害的环境开展水稻改良工作提供了宝贵的遗传资源。