伊朗水稻种质中广谱稻瘟病抗性基因新遗传资源的鉴定

《Euphytica》：Identification of new genetic resources for broad-spectrum blast resistance genes in Iranian rice germplasm

稻瘟病威胁全球水稻生产，伊朗因化学杀菌剂滥用急需抗病品种。本研究对60份伊朗水稻种质进行六种抗性基因（Pi5、Pi1、Pi54、Pi2、pi55、Pid2）的PCR检测和表型评价，发现38%高度抗病，Pi54与低病害相关，Zenith携带5个抗性基因（缺Pi2），基因频率差异显著（Pid2占88.9%，Pi2仅6.67%）。聚类和主成分分析显示Pi1和Pi54是遗传变异主要贡献者，本研究为抗病育种提供资源基础，可减少化学依赖。

　　

摘要

由Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病严重威胁着全球水稻生产，每年导致10-35%的产量损失。在伊朗，过度依赖化学杀菌剂导致了环境污染和真菌抗性的产生，这凸显了培育具有遗传抗性的水稻品种的必要性。尽管全球已知约有100个抗稻瘟病基因，但这些基因在伊朗水稻种质资源中的存在情况尚未得到研究。本研究利用PCR技术和功能标记物，对60个伊朗水稻基因型进行了六种广谱抗稻瘟病基因（Pi5、Pi1、Pi54、Pi2、pi55和Pid2）的检测，并评估了它们的抗叶瘟病能力，以支持培育耐病且抗性强的水稻品种。表型评估结果显示，38%的基因型具有高度抗性，40%的基因型易感，22%的基因型具有中等抗性。分子分析显示这些基因的频率存在差异：Pid2基因在88.9%的基因型中存在，而Pi2基因仅存在于6.67%的基因型中。Zenith基因型携带了六种抗性基因中的五种（Pi2除外），表现出最高的抗性。Pi54基因与较低的病情严重程度密切相关。逐步回归分析表明：Pi54、Pi2和pi55是关键的抗性标记基因，能够解释60.1%的表型变异。聚类分析将基因型分为三个组，其中第一组包含抗性最强的基因型。主成分分析显示：Pi1和Pi54是遗传变异的主要贡献因素，分别解释了26.82%和22.02%的变异。这项研究揭示了伊朗水稻种质资源中显著的遗传多样性和抗稻瘟病潜力，像Zenith这样的基因型为育种计划提供了宝贵的资源。Pi54基因的重要性为培育持久抗稻瘟病的水稻品种奠定了基础，有助于减少对化学农药的依赖并提高伊朗的粮食安全。

由Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病严重威胁全球水稻生产，每年导致10-35%的产量损失。在伊朗，过度依赖化学杀菌剂导致了环境污染和真菌抗性的产生，这凸显了培育具有遗传抗性的水稻品种的必要性。尽管全球已知约有100个抗稻瘟病基因，但这些基因在伊朗水稻种质资源中的存在情况尚未得到研究。本研究利用PCR技术和功能标记物，对60个伊朗水稻基因型进行了六种广谱抗稻瘟病基因（Pi5、Pi1、Pi54、Pi2、pi55和Pid2）的检测，并评估了它们的抗叶瘟病能力，以支持培育耐病且抗性强的水稻品种。表型评估结果显示，38%的基因型具有高度抗性，40%的基因型易感，22%的基因型具有中等抗性。分子分析显示这些基因的频率存在差异：Pid2基因在88.9%的基因型中存在，而Pi2基因仅存在于6.67%的基因型中。Zenith基因型携带了六种抗性基因中的五种（Pi2除外），表现出最高的抗性。Pi54基因与较低的病情严重程度密切相关。逐步回归分析表明：Pi54、Pi2和pi55是关键的抗性标记基因，能够解释60.1%的表型变异。聚类分析将基因型分为三个组，其中第一组包含抗性最强的基因型。主成分分析显示：Pi1和Pi54是遗传变异的主要贡献因素，分别解释了26.82%和22.02%的变异。这项研究揭示了伊朗水稻种质资源中显著的遗传多样性和抗稻瘟病潜力，像Zenith这样的基因型为育种计划提供了宝贵的资源。Pi54基因的重要性为培育持久抗稻瘟病的水稻品种奠定了基础，有助于减少对化学农药的依赖并提高伊朗的粮食安全。