中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (14): 2707-2719.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.14.001
郑敏华1,2(), 陈洛1,2(
), 邢甲乐1, 谢月兰3, 姜先芽3, 聂帅1, 蔡甫格4, 巫浩翔1, 陆展华1, 孙伟2, 霍兴1, 白嵩1, 赵均良1, 杨武1,*(
)
收稿日期:
2025-01-24
接受日期:
2025-03-24
出版日期:
2025-07-16
发布日期:
2025-07-17
通信作者:
联系方式:
郑敏华,E-mail:Zheng1802040210@163.com。陈洛,E-mail:13229416940@163.com。郑敏华和陈洛为同等贡献作者。
基金资助:
ZHENG MinHua1,2(), CHEN Luo1,2(
), XING JiaLe1, XIE YueLan3, JIANG XianYa3, NIE Shuai1, CAI FuGe4, WU HaoXiang1, LU ZhanHua1, SUN Wei2, HUO Xing1, BAI Song1, ZHAO JunLiang1, YANG Wu1,*(
)
Received:
2025-01-24
Accepted:
2025-03-24
Published:
2025-07-16
Online:
2025-07-17
摘要:
【目的】稻瘟病严重危害水稻的安全生产。由于稻瘟病菌的高度变异特性,以及当前水稻育种亲本的遗传背景狭窄,使得当前水稻稻瘟病抗性的遗传改良进展缓慢。利用种质资源鉴定稻瘟病抗性基因位点,有助于水稻稻瘟病抗性的遗传改良。【方法】利用已测序的265份籼稻品种(包括120份国际资源品种和145份华南地区栽培品种)进行田间稻瘟病抗性鉴定,通过全基因组关联分析鉴定稻瘟病抗性QTL,分析稻瘟病抗性QTL不同单倍型对稻瘟病抗性的效应,结合水稻基因组注释对新鉴定的稻瘟病抗性QTL进行候选基因分析。【结果】田间抗性评价筛选出穗瘟抗性和叶瘟抗性均高抗的材料47份,包括18份国际资源品种和29份华南地区栽培品种。全基因组关联分析共鉴定到9个稻瘟病抗性QTL,分布在水稻第1、5、6、11和12染色体上,其中,有4个QTL与前人研究报道的稻瘟病抗性基因共定位,有5个QTL为新鉴定位点。这9个QTL峰值SNP的等位变异衍生的不同单倍型材料的稻瘟病抗性存在差异,其中8个QTL的高抗性单倍型在华南地区栽培品种中的分布高于国际资源品种,只有qPB11的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的分布频率(1%)低于其在国际资源品种的分布频率(16%)。在新鉴定QTL的候选基因分析中,挖掘到4个编码NBS-LRR抗病蛋白和4个编码NB-ARC结构域蛋白的候选基因,在第11染色体27.22—27.35 Mb的区间内成簇分布。【结论】华南地区栽培品种比国际资源品种具有更强的稻瘟病抗性。qPB1-1、qPB1-2、qPB1-3、qPB5、qPB6、qPB12-1和qLB12/qPB12-2的高抗性单倍型在华南地区栽培品种的遗传改良过程中受到选择。qPB11候选区间内有编码NBS-LRR抗病蛋白和NB-ARC结构域蛋白的基因,有可能为新的稻瘟病抗性基因。
郑敏华, 陈洛, 邢甲乐, 谢月兰, 姜先芽, 聂帅, 蔡甫格, 巫浩翔, 陆展华, 孙伟, 霍兴, 白嵩, 赵均良, 杨武. 华南籼稻稻瘟病抗性QTL鉴定与候选基因挖掘[J]. 中国农业科学, 2025, 58(14): 2707-2719.
ZHENG MinHua, CHEN Luo, XING JiaLe, XIE YueLan, JIANG XianYa, NIE Shuai, CAI FuGe, WU HaoXiang, LU ZhanHua, SUN Wei, HUO Xing, BAI Song, ZHAO JunLiang, YANG Wu. Genome-Wide Association Study and Genetic Improvement Study of Rice Blast Resistance[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(14): 2707-2719.
表1
穗瘟和叶瘟表现为高抗的47份籼稻材料"
品种名称Variety name | 穗瘟抗性级别Panicle blast resistance level | 叶瘟抗性级别Leaf blast resistance level |
---|---|---|
IRGC121611 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121434 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121852 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121759 | 1.0 | 0.0 |
IRGC120918 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121705 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121901 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121920 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121919 | 1.0 | 0.0 |
IRGC120977 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121053 | 1.0 | 0.0 |
IRGC120903 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121650 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121002 | 1.0 | 0.0 |
IRGC120981 | 1.0 | 0.0 |
IRGC121001 | 1.0 | 0.7 |
IRGC120983 | 1.0 | 0.7 |
IRGC121778 | 1.0 | 0.7 |
香秀占Xiangxiuzhan | 1.0 | 0.0 |
银湖香占2号Yinhuxiangzhan2 | 1.0 | 0.0 |
华占Huazhan | 1.0 | 0.0 |
贵育9号Guiyu9 | 1.0 | 0.0 |
贵育12 Guiyu12 | 1.0 | 0.0 |
香丝苗Xiangsimiao | 1.0 | 0.0 |
福香占Fuxiangzhan | 1.0 | 0.0 |
红荔丝苗Honglisimiao | 1.0 | 0.0 |
广恢1521 Guanghui1521 | 1.0 | 0.0 |
R290 | 1.0 | 0.0 |
R3301 | 1.0 | 0.0 |
深恢9516-1 Shenhui9516-1 | 1.0 | 0.0 |
五山丝苗Wushansimiao | 1.0 | 0.0 |
V5230♂ | 1.0 | 0.0 |
粤农丝苗Yuenongsimiao | 1.0 | 0.0 |
五乡B WuxiangB | 1.0 | 0.0 |
吉丰B JifengB | 1.0 | 0.0 |
莉丝Lisi | 1.0 | 0.0 |
蒂占Dizhan | 1.0 | 0.0 |
广恢736 Guanghui736 | 1.0 | 0.0 |
广恢138 Guanghui138 | 1.0 | 0.0 |
赣香占1号Ganxiangzhan1 | 1.0 | 0.0 |
粤美占Yuemeizhan | 1.0 | 0.0 |
广恢792 Guanghui792 | 1.0 | 0.0 |
广恢7170 Guanghui7170 | 1.0 | 0.0 |
R390 | 1.0 | 0.7 |
黄广油占Huangguangyouzhan | 1.0 | 0.7 |
野香B YexiangB | 1.0 | 0.7 |
晶美丝苗Jingmeisimiao | 1.0 | 1.0 |
表2
稻瘟病抗性QTL的全基因组关联分析"
稻瘟病抗性QTL Rice blast resistance QTL | 数量性状基因座 Quantitative trait locus | 染色体Chromosome | 峰值SNP Peak SNP | BH P值 BH P value | 等位变异 Allelic variation | 共定位QTL/基因 Co-localized QTL/gene | 参考文献Reference |
---|---|---|---|---|---|---|---|
穗瘟抗性QTL Panicle blast resistance QTL | qPB1-1 | 1 | 5475858 | 1.41E-06 | C/T | ||
qPB1-2 | 1 | 33075256 | 2.69E-05 | C/T | Pi64, Pi37, Pish, SDS2 | [ | |
qPB1-3 | 1 | 35182780 | 3.45E-06 | C/T | OsWRKY22, OsExo70B1 | [ | |
qPB5 | 5 | 13708912 | 3.08E-06 | A/G | |||
qPB6 | 6 | 10431287 | 1.34E-05 | A/G | Pid4, Pizh | [ | |
qPB11 | 11 | 27184395 | 5.98E-06 | C/T | |||
qPB12-1 | 12 | 10959080 | 1.64E-05 | C/T | Pi-ta, Ptr | [ | |
qPB12-2 | 12 | 14158887 | 4.23E-07 | G/T | |||
叶瘟抗性QTL Leaf blast resistance QTL | qLB12 | 12 | 14158887 | 9.00E-06 | G/T |
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