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由稻黄单胞菌稻致病变种(Xoo)引起的白叶枯病严重限制全球水稻产量。研究人员从 200 个双单倍体(DHs)群体中筛选抗白叶枯病的 DHs。结果发现多种抗性基因组合,且群体遗传差异显著。这些抗性 DHs 可用于水稻育种。
稻黄单胞菌稻致病变种(
Xanthomonas oryzae pv.
oryzae,
Xoo)引发的白叶枯病(Bacterial blight,BB),在世界主要水稻种植区肆虐,严重制约水稻产量,尤其在灌溉低地和雨养环境中,该病更易大规模爆发。培育抗白叶枯病的高产水稻新品种,是应对这一难题的有效策略。
研究人员从优良籼稻杂交种 BS6444G 衍生出的 200 个双单倍体(Doubled haploid,DH)群体入手,借助与白叶枯病抗性基因(Xa4、xa5、Xa7、Xa21)相关的分子标记,开展筛选抗白叶枯病 DHs 的研究。
依据病害评分,这 200 个 DHs 被分成不同抗性等级:高抗 12 个、抗性 24 个、中抗 42 个、中感 21 个,此外还有 64 个感病和 38 个高感的植株。其中,出现频率最高的抗性基因组合依次为(Xa4+xa5+Xa7+Xa21)>(Xa4+Xa7+Xa21)>(xa5+Xa4+Xa7)>(xa5+Xa7+Xa21) 。多态性信息含量(Polymorphism information content,PIC)值方面,Xa21为 0.224,xa5达 0.372,平均 PIC 值为 0.319。分子方差分析(Analysis of molecular variance,AMOVA)显示,DHs 之间的遗传差异大于其内部差异。主坐标分析(Principal coordinate analysis,PCoA)表明,DHs 间的总变异达 76.14%。
本次研究筛选出的抗性 DHs,能直接作为抗性供体,应用于水稻育种工作中,为培育更优质、高产且抗病的水稻品种带来新希望 。