一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法技术

发明专利技术提供了一种选育抗水稻稻瘟病和白叶枯病的水稻新品种的方法，属于水稻抗病育种技术领域。本发明专利技术选用生产上推广面积最大的两系恢复系9311作待改良亲本，利用分子标记辅助选择结合田间农艺选择的方法，分别与稻瘟病、白叶枯病抗性亲本杂交、回交和自交，再对得到的目的基因纯合株系进行抗性鉴定，选育出农艺性状保持不变，目标抗性性状改良的三种株系，最后将这三个株系根据不同种植区域的实际情况，按不同比例混合，得到抗性多样性的新品种超抗9311；本发明专利技术选育的抗性多样性水稻品种在保证原有背景材料农艺性状的基础上，对稻瘟病和白叶枯病的抗性得到巨大提高即有利于增产稳产、又有利于环保，对确保粮食可持续发展具有重大意义。

Method for breeding resistant variety by molecular marker

The invention provides a method for breeding rice varieties with resistance to rice blast and bacterial blight, which belongs to the technical field of rice disease resistance breeding. The invention selects the agricultural production area of the largest two-line restorer line 9311 to the improvement of parents, combined with agronomic selection by molecular marker assisted selection, and the rice blast and bacterial blight resistance of hybrid and backcross and selfing of gene homozygous lines for resistance identification, breeding agronomic characters remain unchanged, the target resistance trait improvement of three strains, the three strains according to the actual situation of different planting areas, mixed in different proportions, New Varieties Resistance Diversity of super - 9311; the invention of the diversity of resistance breeding of rice varieties on the basis to ensure the original background material on agronomic traits, to rice blast and bacterial blight resistance that is conducive to greatly improve yield, but also conducive to environmental protection, to ensure that food is of great significance to sustainable development.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水稻抗病育种
，具体讲是一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法。
技术介绍
现有研究报道，由稻瘟菌(PyricutariaoryzaeCav.)引发的稻瘟病和由白叶枯菌(Xanthomonascampestrispv.oryzae)引发的白叶枯病是世界范围内对水稻生产危害最严重的真菌性病害和细菌性病害。这两种病害给水稻的稳产增产带来了严重危害，在一般流行年份里能使水稻减产20％左右，严重时甚至会造成绝收。近年来，随着杂交稻亲本遗传基础变窄，以及栽培中氮肥的不合理使用，稻瘟病和白叶枯病害呈逐年递增趋势，给水稻生产带来了很大的威胁。目前主要的防治手法是喷洒药剂和推广应用抗病新品种。药剂防治虽然在水稻抗病过程中起到非常重要的作用，但其所带来劳动成本的增加和环境污染的加剧，已成为当前农业生产的突出问题。因此，培育和种植抗病品种是防治稻瘟病最经济、有效、环保的措施和方法。但是，目前常规培育和应用水稻抗病品种的策略，存在着育种周期长、对种质资源利用率低，以及所育品种抗性丧失快等缺陷和问题。因此，系统研究和利用抗病基因的信息，建立新的应用策略和技术方法，提高对抗性基因资源的利用，是水稻抗病育种的趋势。已有研究表明，由于病原菌频繁发生致病性变异，导致普通抗病品种往往种植3～5年后抗性逐渐丧失；混合使用不同品种组合形成的异质环境，有利于增强水稻对病菌的持久性抗性。利用水稻抗病基因培育抗性品种，结合分子标记辅助选择(Molecularmarker-assistedselection,MAS)，可以快速实现抗性基因向目的材料的转移，扩展其遗传多样性，拓宽抗谱，增强抗性，从而达到控制病害的目的。利用分子标记辅助选择能够实现多种抗性基因的转育，为进一步抗病育种提供种质资源。在目前已报道的稻瘟病抗性基因及白叶枯抗病基因中，稻瘟病抗病基因Pi2,Pi9和白叶枯抗病基因Xa23是其中抗性最好、实践应用最好的基因之一。Pi2抗谱相当广，对在中国收集的792个稻瘟菌生理小种中的绝大部分表现抗性，只有7.55％的小种能侵染携带Pi2的亲本C101A51，此外，C101A51对来自13个国家的43个稻瘟病菌株中的36个表现抗性。同样，Pi9对来自13个国家的43个稻瘟病菌株均表现出高抗性。Xa23是已报道的对白叶枯病抗性最好的基因之一，其对10个来自菲律宾的白叶枯菌株生理小种、3个来自日本的生理小种，以及七个来自中国的生理小种都表现出很好的抗性。近年来，国内外的众多研究也表明这些基因用于改良品种抗性方面具有良好的效果。因此，鉴于稻瘟病和白叶枯病害对水稻生产量所产生的危害，选育出对抗稻瘟病以及白叶枯病表现高抗性的水稻新品种/品系的方法迫在眉睫。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，在抗性多样性水稻品种在保证原有背景材料农艺性状的基础上，将稻瘟病抗病基因Pi2,Pi9和白叶枯抗病基因Xa23导入到水稻待改良亲本，提高了稻瘟病和白叶枯病的抗性，即有利于增产稳产、又有利于环保，对确保粮食可持续发展具有重大意义。本专利技术是这样实现的：一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，包含以下步骤：(1)选用两系强优势恢复系9311作待改良亲本，分别与含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料、含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料进行杂交、回交和自交；分子检测是通过提取杂合后代群体的基因组DNA，利用各基因的特异分子标记引物进行PCR扩增及电泳分析；(2)对分别得到含Pi2、Pi9、Xa23不同抗性基因纯合的BC3F4代种子，种植BC3F4代材料，收种，并分别进行抗性鉴定，选育出农艺性状得到保持，且目标抗病性状得到改良的三种株系；(3)最后对这三种含不同抗性基因的材料，依据各种植地区具体情况，按一定比例混合，得到抗性多样性的新品种“超抗9311”。进一步，所述的分子检测是通过提取各杂交后代群体的基因组DNA，利用各基因的特异分子标记引物进行PCR扩增及电泳分析；PCR扩增所用分子标记引物如下所示序列：Pi2-InDel-F的序列为：5’GCAGCGGCTAGGGTTTATC3’Pi2-InDel-R的序列为:5’CACCCAGCAACTGATTTGTCA3’Pi9-195-F的序列为：5’TTGCTCCATCTCCTCTGTT3’Pi9-195-R的序列为：5’ATGGTCCTTTATCTTTATTG3’Xa23-C189-F的序列为：5’TAAGTTCTACATCGACCCCA3’Xa23-C189-R的序列为：5’CACATGAAGAGCTGGAAACG3’。进一步，所述的步骤(1)中的含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料、含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料分别指含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料华占、含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料75-1-127以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料CBB23。进一步，所述的步骤(1)具体指：1.1，9311的待改良材料，分别与抗稻瘟病、抗白叶枯病供体亲本75-1-127(Pi9)、华占(Pi2)和CBB23(Xa23)杂交；1.2，后代利用Pi9、Pi2和Xa23基因标记195、Pi2-Indel和C189对杂交后代个体植株进行选择，并同时用田间农艺性状偏向于9311的后代个体与轮回亲本回交4次，再自交一次，最终得到含不同抗性基因的BC4F2株系。进一步，所述的步骤(1)中PCR扩增反应体系如下:2xReactionMix:12.5μL；引物Fl(10μΜ):1μL；引物Rl(10μΜ):1μL；GoldenDNAPolymerase:0.2μL；DNA模板(20-50ng/μL):1μL；ddH2O:补足至25μL；PCR温度循环条件如下:94℃5分钟；94℃30秒、58℃30秒、72℃30秒，35个循环；72℃7分钟；10℃保存。进一步，所述的步骤(3)具体指按1：1：1混合三种类型改良材料，得到含有三个抗病基因的新品种“超抗9311”。本专利技术相较于现有技术的有益效果在于：1.选育过程的高效性：选用稻瘟病抗病基因Pi2,Pi9和白叶枯抗病基因Xa23的水稻材料分别改良亲本9311，能快速得到各单个基因改良的纯合株系；2.生产的适用性：选育得到的各纯合株系，可根据不同地区病害发生的差异，针对性的调配不同的株系的比例，以达到最佳效果的组合；本专利技术的方法结合田间农艺性状和分子生物学鉴定方法，选育方法具有高效和快捷性。附图说明图1是本专利技术分子标记Pi2-InDel在稻瘟病抗性基因Pi2的抗性亲本华占和待改良亲本9311及纯合后代个体的扩增产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳图；图2是本专利技术分子标记195在稻瘟病抗性基因Pi9的抗性亲本75-1-127和待改良亲本9311及纯合后代个体的扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图；图3是本专利技术分子标记C189在白叶枯病抗性基因Xa23的抗性亲本CBB23和待改良亲本9311及纯合后代个体的扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图；图4：超抗9311的选育流程图.具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)选用两系强优势恢复系9311作待改良亲本，分别与含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料、含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料进行杂交、回交和自交，后对各杂交后代群体进行分子检测；(2)对分别得到含Pi2、Pi9、Xa23不同抗性基因纯合的BC3F4代种子，种植BC3F4代材料，收种，并分别进行抗性鉴定，选育出农艺性状得到保持，且目标抗病性状得到改良的三种株系；(3)最后对这三种含不同抗性基因的材料混合，得到抗性多样性的新品种“超抗9311”。

【技术特征摘要】
1.一种利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)选用两系强优势恢复系9311作待改良亲本，分别与含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料、含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料进行杂交、回交和自交，后对各杂交后代群体进行分子检测；(2)对分别得到含Pi2、Pi9、Xa23不同抗性基因纯合的BC3F4代种子，种植BC3F4代材料，收种，并分别进行抗性鉴定，选育出农艺性状得到保持，且目标抗病性状得到改良的三种株系；(3)最后对这三种含不同抗性基因的材料混合，得到抗性多样性的新品种“超抗9311”。2.根据权利要求1所述的利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，其特征在于，所述的分子检测是通过提取各杂交后代群体的基因组DNA，利用各基因的特异分子标记引物进行PCR扩增及电泳分析。3.根据权利要求1所述的利用分子标记辅助选育抗性多样性品种的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料、含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料分别指含有稻瘟病抗性基因Pi2的水稻材料华占、含有稻瘟病抗性基因Pi9的水稻材料75-1-127以及含有白叶枯病抗性基因Xa23的水稻材料CBB23。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立明，纪剑辉，周颖君，罗玉明，方继朝，刘永锋，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32