摘要：【目的】開展抗稻瘟病水稻恢復(fù)系的分子標(biāo)記輔助選育及抗性鑒定，為育成持久、廣譜抗病優(yōu)質(zhì)雜交水稻新 品種提供優(yōu)異的遺傳資源和技術(shù)參考。【方法】利用分子標(biāo)記輔助選擇和回交育種技術(shù)，將持久、廣譜的抗稻瘟病基因 Pil、Pi2和Pigm導(dǎo)人恢復(fù)系桂R1703，獲得了單基因、雙基因和三基因?qū)胂?，并對其進(jìn)行稻瘟病鑒定和農(nóng)藝性狀調(diào) 查，分析不同抗稻瘟病基因間的抗性效應(yīng)及抗性基因?qū)雽κ荏w親本農(nóng)藝性狀的影響?！窘Y(jié)果】通過對雜交后代和回 交群體的Pil、Pi2和Pigm基因相關(guān)分子標(biāo)記檢測，發(fā)現(xiàn)抗稻瘟病基因Pil、Pi2和Pigm已成功導(dǎo)入到桂R1703中，篩選獲 得7個攜帶有抗稻瘟病基因且抗性和農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)優(yōu)良的導(dǎo)入株系，表現(xiàn)出較強(qiáng)的稻瘟病抗性。單基因?qū)胂?中，抗稻瘟病基因的抗性效應(yīng)排序?yàn)闉镻igmgt;Pi2gt;Pil；雙基因和三基因?qū)胂档牡疚敛】剐跃鶑?qiáng)于單基因?qū)胂担?尤其以三基因?qū)胂悼剐宰顝?qiáng)，不同基因聚合的抗性效應(yīng)排序?yàn)镻il+Pi2+Pigmgt;Pi2+Pigmgt;Pil+Pigmgt;Pil+Pi2。7個 瘟病抗性基因?qū)胫晗蹬c桂R1703在穗長和千粒重方面無顯著差異（Pgt;0.05，下同），有2個瘟病抗性基因?qū)胂档闹旮唢@著高于桂R1703（Plt;0.05，下同）；有1個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃暧行腼@著高于桂R1703；有3個瘟病抗性基 因?qū)胂档膯嗡肟偭?shù)顯著高于桂R1703；有5個瘟病抗性基因?qū)胂到Y(jié)實(shí)率顯著低于桂R1703；有2個瘟病抗性基因 導(dǎo)入系的單株產(chǎn)量顯著低于桂R1703；有4個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃戤a(chǎn)量顯著高于桂R1703?！窘Y(jié)論】通過分子標(biāo)記輔助選育可有效聚合多基因（Pil、Pi2和Pigm基因），使恢復(fù)系桂R1703的稻瘟病抗性得到明顯提升，獲得一系列抗 稻瘟病且與親本其他性狀相近的遺傳材料，可作為親本材料用于選育抗病優(yōu)質(zhì)的雜交稻。關(guān)鍵詞：水稻；恢復(fù)系；稻瘟??；抗性基因；分子標(biāo)記輔助育種；抗性評價

中圖分類號：S511.035.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-1191（2024）04-1070-09

Molecular marker–assisted selection and resistance evaluation of rice restorer lines resistant to rice blastSUN Fu， TANG Mei*， LU Hong-cong， HE Cong， LIAO Zhang-bo

（Rice Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Rice Genetics and Breeding/Guangxi Talent Highland of High Quality Rice Breeding Research/Seed Quality Testing Center， GuangxiAcademy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007，China）

Abstract： 【Objective]The purpose of the study was to carry out molecular marker-assisted selection and resistance evaluation of rice restorer lines resistant to rice blast， and to provide excellent genetic resources and technical reference for breeding new hybrid rice varieties with durable， broad-spectrum disease resistance and good quality. 【Method】The du- rable and broad-spectrum rice blast resistance genes Pil， Pi2 and Pigm were introduced into restorer line GuiR1703 by molecular marker-assisted selection and backcross breeding techniques. Single-gene， double-gene and triple-gene intro- gression lines were obtained and subjected to rice blast identification and agronomic traits investigation to analyze the re- sistance effects among different resistance genes to rice blast and the effects of resistance gene introduction on agronomictraits of the recipient parents. 【Result]Molecular markers related to Pil， Pi2 and Pigm genes were detected in the hybrid progenies and backcross populations. The results showed that rice blast resistance genes Pil， Pi2 and Pigm had been suc- cessfully introduced into GuiR1703. Seven introgression lines carrying rice blast resistance genes with excellent resistance and agronomic traits were screened， showing strong resistance to rice blast. Among the single-gene introgression lines， the resistance effects of rice blast resistance genes were Pigmgt;Pi2gt;Pil. The resistance of double-gene and three-gene in- trogression lines to rice blast were stronger than that of single-gene introgression lines， and the resistance of three-gene in- trogression lines was the strongest. The resistance effects of different gene combinations were Pil+Pi2+Pigmgt;Pi2+Pigmgt; Pil+Pigmgt;Pil+Pi2. There was no significant difference in panicle length and 1000-grain weight between the seven rice blast resistance gene introgression lines and GuiR1703 （Pgt;0.05， the same below）. The plant height of two rice blast resis- tance gene introgression lines was significantly higher than that of GuiR1703 （Plt;0.05， the same below）. The effective panicle per plant of one rice blast resistance gene introgression line was significantly higher than that of GuiR1703. The to- tal grain number per panicle of three rice blast resistance gene introgression lines was significantly higher than that of GuiR1703. The seed setting rate of five rice blast resistance gene introgression lines was significantly lower than that of GuiR1703. The yield per plant of two rice blast resistance gene introgression lines was significantly lower than that of GuiR1703. The yield per plant of four rice blast resistance gene introgression lines was significantly higher than GuiR1703. 【Conclusion] Molecular marker-assisted selection can effectively aggregate multiple genes （genes Pil， Pi2 and Pigm）， so that the resistance of the restorer line GuiR1703 to rice blast can be greatly improved. Moreover， A series of genetic materials that are resistant to rice blast and have similar traits to their parental traits are obtained， which can be used as a parent material for breeding hybrid rice with disease resistance and good quality.

Key words： rice; restorer line; rice blast; resistance genes; molecular marker-assisted breeding; resistance evaluation

Foundation items： Guangxi Science and Technology Base and Talent Project（Guike AD2015 9088）; Guangxi Characteristic Crop Experimental Station 14t Five-Year Plan Construction Project （TS202121） ; Scien-ce and Technology Development Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences （Guinongke 2022JM24） ; Basic Scientific and Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2021YT034）

0引言

[研究意義]稻瘟病對水稻糧食安全生產(chǎn)的影響極大（韓雪琴等，2021），近20年稻瘟病發(fā)生呈上升勢頭，導(dǎo)致水稻40%～50%的產(chǎn)量損失，嚴(yán)重時會顆粒無收，在影響水稻產(chǎn)量的同時也會影響稻米的品質(zhì)。因此，防控稻瘟病發(fā)生，并降低稻瘟病的發(fā)病率，對水稻糧食安全具有重要的意義。選育持久、廣譜抗稻瘟病的水稻品種是防治稻瘟病最經(jīng)濟(jì)有效的措施，而選育抗稻瘟病品種的基礎(chǔ)是抗病基因的鑒定、挖掘與利用。研究證實(shí)，含有稻瘟病抗性基因的水稻品種稻瘟病抗性明顯強(qiáng)于未含稻瘟病抗性基因的水稻品種（陳晴晴等，2022）。但由于稻瘟病菌株變異和分化速度較快，多樣性程度高，新的生理小種越來越多，且單一抗病水稻品種的大面積種植，加上缺乏對抗病基因的有效利用及其抗性機(jī)理的了解，從而導(dǎo)致稻瘟病的危害仍未解除，一些未含有或只含有單一稻瘟病抗性基因的抗病性品種也隨水稻種植時間的延長而逐漸減弱（Yan and Talbot，2016）。因此，鑒定、挖掘和利用稻瘟病抗性基因，聚合不同抗病基因并培育出廣譜、持久抗稻瘟病新品種，對水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，減少農(nóng)藥的消耗，降低生產(chǎn)成本和環(huán)境污染有重大意義，為國家糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)。[前人研究進(jìn)展]迄今已有100多個稻瘟病抗性基因被鑒定出來，包括 Pil、Pi2和Pigm等在內(nèi)的30 多個抗病基因被成功克隆出來（Liu et al.，2015;楊德衛(wèi)等，2019;王如意，2023）。其中Pil和Pi2是2個廣譜稻瘟病抗性基因，能抵御我國各稻區(qū)特別是華南稻區(qū)的稻瘟病菌株，可作為我國南方稻區(qū)的2個主要稻瘟病抗性基因。因此，Pil和Pi2基因在抗稻瘟病育種研究中扮演非常重要角色（Hua et al.，2012;Jiang et al.，2012;李進(jìn)波等，2015）。Pigm是從抗病品種谷梅4號中挖掘鑒定出的抗性基因，由1對顯性基因控制，該基因抗性比 Pil、Pi2、Pi3和Pi5等廣譜抗性基因更強(qiáng)（于苗苗等，2013）。Pigm基因由多個NBS-LRR類抗病基因組成基因簇，PigmR和 PigmS是其中的2個抗性基因，PigmR和PigmS蛋白可通過競爭形成異源二聚體，減小了病原菌的進(jìn)化選擇壓力，減緩了病原菌對PigmR的致病性進(jìn)化，從而表現(xiàn)出持久的抗病性，故 Pigm基因?qū)ξ覈煌驹耘鄥^(qū)的稻瘟病生理小種表現(xiàn)出廣譜和持久的抗病性（Deng et al.， 2017; Tian et al.， 2020）。于苗苗等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，Pigm和Pi2是廣譜稻瘟病抗性基因，且二者與PiI具有良好的聚合效應(yīng)，利用 Pigm、Pi2與Pil等廣譜稻瘟病抗性基因進(jìn)行聚合，可達(dá)到有效改良稻瘟病抗性的目的。通過分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，已有多個抗稻瘟病基因在雜交稻親本的改良上得到應(yīng)用。陳志偉等（2019）以攜帶有3個稻瘟病抗性基因的優(yōu)質(zhì)恢復(fù)系金恢1059為供體，通過分子標(biāo)記輔助選擇將Pil、Pi9和 Pikh 3個抗病基因?qū)烁；?73 中，選育了10份含有3個抗病基因的?；?73近等基因系，抗性鑒定結(jié)果顯示這些近等基因系及其與不育系配制的雜種一代均表現(xiàn)抗稻瘟病，抗性明顯強(qiáng)于對照福恢673。Chen等（2020）將廣譜稻瘟病抗性基因Pi9、Pi47、Pi48和Pi49導(dǎo)入兩系不育系C815S，獲得多份聚合3個抗病基因的改良品系，其稻瘟病抗性明顯強(qiáng)于C185S。李進(jìn)波等（2020）以R022為輪回親本，攜帶抗稻瘟病基因Pil和Pi2的GD7為供體親本，利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)培育出聚合Pil和Pi2基因的恢復(fù)系R650，抗性鑒定結(jié)果顯示R650對稻瘟病的抗性表現(xiàn)為抗病，配制的多個組合稻瘟病抗性均達(dá)中抗以上。朱永生等（2023）將Pi-1、Pi-9和Pi-k3個抗稻瘟病基因聚合導(dǎo)人恢復(fù)系福恢676，稻瘟病抗性鑒定結(jié)果顯示，與?；?76相比，改良株系及其與廣8A、荃9311A和廣占63-4S等不育系配制的雜種F1代稻瘟病抗性明顯增強(qiáng)。恢復(fù)系N175（毛大梅等，2017）和粵恢826（劉維等，2017）也是通過抗病基因聚合而選育獲得?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】近年來由于稻瘟病菌生理小種的不斷變異，導(dǎo)致大多數(shù)水稻恢復(fù)系對稻瘟病的抗性明顯降低，組配的雜交稻組合田間抗性鑒定為感稻瘟?。▌⒕S等，2017），故亟待提高水稻恢復(fù)系的稻瘟病抗性。

而通過分子標(biāo)記輔助選育聚合稻瘟病抗性基因Pil、 Pi2和Pigm基因改良水稻恢復(fù)系稻瘟病抗性的研究 鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】恢復(fù)系桂R1703是 本課題組于2017年育成的優(yōu)質(zhì)廣親和恢復(fù)系，其株 葉型態(tài)好、雜種優(yōu)勢強(qiáng)、米質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高，但其稻瘟病 抗性相對較弱。本研究利用分子標(biāo)記輔助選擇和回 交育種技術(shù)，將抗稻瘟病基因Pil、Pi2和Pigm導(dǎo)入恢復(fù)系桂R1703，分析不同稻瘟病基因間的抗性效 應(yīng)及抗性基因?qū)牒髮τH本的農(nóng)藝性狀的影響，為 育成持久、廣譜抗稻瘟病優(yōu)質(zhì)雜交水稻新品種提供 技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

受體親本為恢復(fù)系桂R1703；供體親本為含稻 瘟病抗性基因Pil和Pi2的BL122和含稻瘟病抗性基因Pigm的伊梅B，恢復(fù)系桂R1703為本課題組于 2017年育成的優(yōu)質(zhì)廣親和恢復(fù)系。十六烷基三甲基 溴化銨（CTAB）、2×SanTag PCR Mix和DL2000 DNA Maker等主要試劑均購自生工生物工程股份（上 海）有限公司；引物由生工生物工程股份（上海）有限 公司合成。主要儀器設(shè)備：5810R型高速冷凍離心 機(jī)（德國Eppendorf公司）、T100型PCR儀（美國Bio-Rad公司）、DYCP-31DN水平電泳儀（北京六一生物 科技有限公司）和GenoSens2000型凝膠成像系統(tǒng)（上海勤翔科學(xué)儀器有限公司）。

1.2抗病基因分子標(biāo)記檢測

于苗期采集新鮮葉片，采用十六烷基三甲基溴 化銨（CTAB）快速提取法提取DNA；利用與Pigm（呂學(xué)蓮等，2017）、Pil（孫富等，2018）和Pi2（孫富等， 2018）基因緊密連鎖的分子標(biāo)記對目標(biāo)基因進(jìn)行跟 蹤檢測（表1）。PCR反應(yīng)體系12.0μL：10μmol/L上、下引物各0.5 uL，10 mmol/L SanTaq PCR Mix5.0 μL，1μg/uL DNA模板1.0 μL，ddH2O補(bǔ)足至12.0 μL。PCR擴(kuò)增程序在Bio-Rad T100型PCR儀上進(jìn)行。PCR產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠（已加入核酸 染料）電泳進(jìn)行分離檢測，通過凝膠成像儀拍照并收集圖片，記錄結(jié)果。

1.3分子輔助育種的技術(shù)路線

育種試驗(yàn)在廣西南寧（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所試驗(yàn)田）和海南樂東（廣西農(nóng)業(yè)良種海南南繁育種基地）進(jìn)行，技術(shù)路線如圖1所示。將攜帶有Pigm基因的供體親本伊梅B與受體親本桂R1702進(jìn)行雜交。通過分子標(biāo)記檢測，將攜帶Pigm基因的雜交F1代與攜帶Pil和Pi2基因的供體親本BL122進(jìn)行雜交。利用分子標(biāo)記檢測對雜交F代進(jìn)行檢測，將聚合Pigm、Pil和Pi2基因的雜交F1代與桂R1702進(jìn)行回交。在BC，F(xiàn)1群體中，利用分子標(biāo)記檢測篩選出聚合3個基因的單株與桂R1702進(jìn)行第2次回交。將BC2F1群體進(jìn)行分子標(biāo)記檢測，篩選出聚合3個基因的株系進(jìn)行自交留種。從BC2F2群體中篩選出單基因單株、雙基因單株和三基因單株，并進(jìn)行自交留種。然后通過系譜法對具有較好農(nóng)藝性狀的單株進(jìn) 行分子標(biāo)記檢測，從中選取具有抗性基因聚合和較 好農(nóng)藝性狀的單株進(jìn)行留種。將這些單株收種后進(jìn) 行稻瘟病抗性鑒定和田間農(nóng)藝性狀調(diào)查，最終篩選 出抗性、農(nóng)藝性狀等綜合表現(xiàn)較好的株系。

1.4抗性鑒定

室內(nèi)抗性鑒定在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所隔 離溫室進(jìn)行，每份材料選擇顆粒飽滿的種子浸種催 芽后，播種于32孔穴的育秧盤中，每份種植30株。 設(shè)立抗病和感病對照，待幼苗生長至3～4葉時進(jìn)行 噴霧接種，30株幼苗的噴霧量為10mL，將稻瘟病菌孢子液濃度控制在2×105～3×105個/mL。接種后，在 24℃下黑暗保濕培養(yǎng)48h，然后將幼苗轉(zhuǎn)移至正常 光照條件，定時噴霧，8～10d后調(diào)查植株病斑大小。 田間誘發(fā)鑒定在廣西金秀縣羅香鄉(xiāng)進(jìn)行，按國際水 稻研究所的分級標(biāo)準(zhǔn)對苗葉瘟和穗頸瘟進(jìn)行調(diào)查。

1.5農(nóng)藝性狀調(diào)查

材料種植于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所試驗(yàn) 田，每個材料種植8行，每行8株。按常規(guī)栽培方法 進(jìn)行田間管理。待水稻成熟后對每個材料種植小區(qū) 第4行的第4～6株進(jìn)行單獨(dú)收割，調(diào)查每個單株的株 高、穗長、有效穗、單穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重和產(chǎn) 量等農(nóng)藝性狀。

2結(jié)果與分析

2.1抗稻瘟病材料的選育結(jié)果

2017年秋季在廣西南寧將伊梅B與水稻恢復(fù)系 桂R1703進(jìn)行雜交，獲得89粒F，代種子。2018年春季將F，代種植于廣西南寧，以分子標(biāo)記檢測Pigm基因，篩選出4株含有Pigm基因的F，代單株，抽穗期時將F1代與BL122雜交，獲得93粒F1代種子。2018年秋季種植F，代于廣西南寧，以分子標(biāo)記檢測Pil、Pi2和Pigm，篩選出3株三基因聚合的F，代單株，于抽穗期將其與桂R1703回交。2018年冬季將BC，F(xiàn)1代種植于海南樂東，于抽穗期將其與桂R1703回交。2019年春季種植30株BCF1株系于廣西南寧，檢測 到6株三基因聚合單株，自交留種。2019年秋季在 廣西南寧種植BC2F2株系183株，通過分子標(biāo)記檢 測，篩選出三基因聚合單株9株，雙基因聚合單株 21株，單基因單株15株，通過自交方式進(jìn)行留種。 2020-2021年在廣西南寧和海南樂東進(jìn)行加代繁 殖、稻瘟病抗性鑒定和農(nóng)藝性狀調(diào)查，篩選出抗性較 好和農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株進(jìn)行留種，最終篩選出 7個攜帶抗稻瘟病基因且抗性和農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn) 優(yōu)良的株系，7個株系命名為21D1～21D7。2022年 春季和2023年春季將7個育成株系進(jìn)行田間稻瘟病 鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)7個株系均表現(xiàn)為抗稻瘟病，其中 21D7抗性最好（圖2）。

2.2目標(biāo)基因的鑒定

利用Pil、Pi2和Pigm基因相關(guān)的分子標(biāo)記對雜 交后代和回交群體進(jìn)行檢測，以確定其后代具有 Pil、Pi2和Pigm基因，并對其進(jìn)行加代選擇。每代跟蹤檢測Pil、Pi2和Pigm基因，確保選擇含有Pil、Pi2和Pigm基因的植株，結(jié)果顯示，使用3個分子標(biāo)記均能檢測出Pil、Pi2和Pigm基因（圖3），說明抗稻瘟病基因Pil、Pi2和Pigm已成功導(dǎo)入到育成株系中。

2.3 稻瘟病抗性鑒定

將桂R1703和7個瘟病抗性基因?qū)胫晗颠M(jìn)行稻瘟病抗性鑒定，結(jié)果如表2所示。輪回親本桂R1703 的抗性綜合指數(shù)為7.3，表現(xiàn)為感稻瘟病。與輪回親本相比，7個瘟病抗性基因?qū)胫晗当憩F(xiàn)出較強(qiáng)的抗性，抗性綜合指數(shù)為0.4～3.9。單基因?qū)胫晗档目剐跃C合指數(shù)最高是 Pil，其次是 Pi2，最低是Pigm。Pil+Pi2導(dǎo)入株系的抗性綜合指數(shù)為 1.9，Pil+Pigm 導(dǎo)入株系抗性綜合指數(shù)為 1.4，Pi2+Pigm導(dǎo)入株系抗性綜合指數(shù)為 1.2，故 Pi2+Pigm導(dǎo)入株系的稻瘟病抗性優(yōu)于 Pil+Pi2導(dǎo)入株系和 Pil+Pigm導(dǎo)入株系。雙基因和三基因?qū)胫晗档目剐跃鶑?qiáng)于單基因?qū)胫晗?。雙基因和三基因?qū)胫晗抵校剐宰顝?qiáng)為Pil+Pi2+Pigm導(dǎo)入株系，其次為Pi2+Pigm導(dǎo)入株系，再次是 Pil+Pigm導(dǎo)入株系，最低為 Pil+Pi2導(dǎo)人株系。

2.4農(nóng)藝性狀調(diào)查

在正常田間栽培和管理?xiàng)l件下，對桂R1703 和7個瘟病抗性基因?qū)胫晗颠M(jìn)行田間農(nóng)藝性狀調(diào)查，結(jié)果如表3 所示。21D2和21D6株系的株高顯著高于桂R1703（Plt;0.05，下同），其他株系的株高與桂R1703相比無顯著差異（Pgt;0.05，下同）;21D2 株系的單株有效穗顯著高于桂R1703，其他株系的單株有效穗與桂R1703無顯著差異;21D5、21D6和21D7株系的單穗總粒數(shù)顯著高于桂R1703，其余株系均與桂R1703無顯著差異;21D1、21D2、21D3、21D4 和21D7 株系的結(jié)實(shí)率顯著低于桂R1703，其余株系均與桂R1703 無顯著差異;21D1和21D4單株產(chǎn)量顯著低于桂R1703;21D3、21D5、21D6 和21D7 株系的單株產(chǎn)量顯著高于桂R1703，其余株系無顯著差異。綜上所述，聚合Pil、Pi2和 Pigm抗性基因的后代主要農(nóng)藝性狀有所變化，但大部分指標(biāo)與親本相似，部分性狀甚至優(yōu)于親本。

3討論

近年來，水稻功能基因組學(xué)研究逐漸深人，許多抗稻瘟病基因已被定位和克隆，并開發(fā)出了一系列相應(yīng)的分子標(biāo)記，極大提高了抗稻瘟病基因在水稻抗病育種中的應(yīng)用效率（楊德衛(wèi)等，2019;韓雪琴等，2020）。目前已有大量研究人員將抗稻瘟病基因基因?qū)牍歉捎H本中，大幅度提高了親本的稻瘟病抗性（劉維等，2017；毛大梅等，2017；陳志偉等，2019；李進(jìn)波等，2020;Chen et al.，2020）。研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)入1個稻瘟病基因僅稍微提高品種抗性，而多基因聚合則可充分利用不同特性的抗性基因，激發(fā)出多層次的抗性機(jī)制，進(jìn)而擴(kuò)大稻瘟病菌的抗性范圍，最終實(shí)現(xiàn)廣譜持久抗稻瘟病的目的（孫富等，2018）。毛大梅等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，將Pil、Pi9和Pikh等抗褐飛虱基因?qū)隢175中，獲得了抗性基因聚合系，鑒定結(jié)果顯示育成的近等基因系及其配制的雜種一代的抗性表現(xiàn)均為抗。Xiao等（2019）將Pi46、Pi2和Pita導(dǎo)入R175中從而獲得單基因?qū)胂岛突蚓酆蠈?dǎo)入系，與單基因?qū)胂迪啾?，基因聚合?dǎo)入系表現(xiàn)出更寬的抗譜，抗性優(yōu)于單基因?qū)胂?。趙國超等（2019）通過聚合導(dǎo)入Pi9、Pita、Pib和Pigm基因成功育成新品系2179S，抗性鑒定結(jié)果顯示，2179S對稻瘟病表現(xiàn)為高抗。本研究將3個抗稻瘟病基因Pil、Pi2和Pigm聚合到桂R1703中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因聚合導(dǎo)入系抗性顯著優(yōu)于單基因?qū)胂担@些抗性基因聚合導(dǎo)入系的創(chuàng)制為抗稻瘟病育種奠定了良好的基礎(chǔ)，能更有效地培育出抗稻瘟病雜交水稻品種。

研究表明，稻瘟病抗性基因集中分布于特定的染色體區(qū)域，形成一個緊密聯(lián)系的復(fù)合抗病基因座（Zhu et al.，2012；于苗苗等，2013）。稻瘟病抗性基因的抗譜、抗性強(qiáng)度及相互關(guān)系對水稻抗病育種具有重要的意義，且抗病基因的持久性和抗性強(qiáng)度還受到遺傳背景的影響。水稻中已定位的稻瘟病抗性基因中有50%以上是以基因簇的形式存在，而位于6號染色體短臂的Pi2與Pi9、Piz等基因構(gòu)成了一個復(fù)合的抗性基因座，不同抗稻瘟病材料在該位點(diǎn)包含有數(shù)目不等的NBS-LRR類抗病基因（Dai et al.，2010）。Pigm是谷梅4號中鑒定的稻瘟病抗性基因，其可能與Pi2、Pi9基因等位或連鎖（Deng et al.，2017;Zhai et al.，2019）。研究發(fā)現(xiàn)，聚合Pil+Pigm和Pil+Pi2的雜交稻，其抗性頻率均超過90%，表明將Pigm、Pi2、Pil等廣譜稻瘟病抗性基因進(jìn)行聚合，可顯著增強(qiáng)稻瘟病抗性（于苗苗等，2013）。本研究發(fā)現(xiàn)，在桂R1703遺傳背景下，Pigm基因?qū)胂档牡疚敛】剐宰顝?qiáng)，其次是Pi2基因?qū)胂担琍il基因?qū)胂档牡疚敛】剐宰畈?；抗性基因之間存在加性互作效應(yīng)，即雙基因和三基因?qū)胂档牡疚敛】剐悦黠@強(qiáng)于單基因?qū)胂?，且三基因聚合系的抗病能力更?qiáng)，表明當(dāng)多個抗病基因被聚合時表現(xiàn)出互作效應(yīng)，從而形成一種新的抗病機(jī)制，可有效抵御多個生理小種的侵害，與馬軍韜等（2016）、Xiao等（2019）的研究結(jié)果一致。因此，聚合Pil、Pi2和Pigm抗性基因，能使水稻表現(xiàn)出更穩(wěn)定、持久的稻瘟病抗性。

將分子標(biāo)記技術(shù)與回交育種技術(shù)相結(jié)合，不僅可有效改良水稻抗性，還可讓改良植株的農(nóng)藝性狀接近親本的農(nóng)藝性狀。李進(jìn)波等（2020）將Pil和Pi2基因?qū)牖謴?fù)系R650中，提高了R650的稻瘟病抗性，且與R650測配的品種抗性和產(chǎn)量均比對照R022所測配的組合綜合表現(xiàn)更好；樓玨等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，聚合Pi-GD-1（t）和Pi-GD-2（t）基因的恢復(fù)系及其測配組合的農(nóng)藝性狀與原來的恢復(fù)系及其測配組合相似，甚至更優(yōu)；張菊萍等（2018）研究也發(fā)現(xiàn)，改良并聚合Pi9和Pi49基因的創(chuàng)5S抗病雙基因系的主要農(nóng)藝性狀與未改良的受體親本創(chuàng)5S類型相似，甚至更好。本研究發(fā)現(xiàn)，7個瘟病抗性基因?qū)胂档那ЯＶ睾退腴L與桂R1703無顯著差異，有2個瘟病抗性基因?qū)胂档闹旮唢@著高于桂R1703；有1個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃暧行腼@著高于桂R1703；有3個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃昕偭?shù)顯著高于桂R1703；有5個瘟病抗性基因?qū)胂档慕Y(jié)實(shí)率顯著低于桂R1703；有2個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃戤a(chǎn)量顯著低于桂R1703；有4個瘟病抗性基因?qū)胂档膯沃戤a(chǎn)量顯著高于桂R1703。綜合農(nóng)藝性狀分析顯示，在聚合Pil、Pi2和Pigm抗性基因后，其 后代相關(guān)的主要農(nóng)藝性狀有所變化，但大多數(shù)農(nóng)藝 性狀與親本相似，部分農(nóng)藝性狀優(yōu)于親本。

4結(jié)論

通過分子標(biāo)記輔助選育，并結(jié)合抗稻瘟病鑒定 和農(nóng)藝性狀調(diào)查，本研究獲得了一系列含有Pil、Pi2和Pigm抗性基因的株系，育成株系的稻瘟病抗性得到顯著提升、農(nóng)藝性狀也與輪回親本桂R1703相似。 下一步將繼續(xù)對多基因聚合系進(jìn)行回交工作，以實(shí) 現(xiàn)抗性與農(nóng)藝性狀的有機(jī)結(jié)合，從而培育出抗病性 更強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)多基因聚合恢復(fù)系。

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（責(zé)任編輯陳燕）