稻瘟病被列為作物十大真菌病害之首,基于抗病基因的遺傳抗性是最可靠且具可持續(xù)性的防控措施,。雖然抗瘟育種計(jì)劃相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究取得了長足的進(jìn)展,但是如何遴選有利及可靠的等位基因及其基因型(親本品種)仍缺乏具有前瞻性及可操作性的研究個(gè)案,。
近日,,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)在TheCropJournal在線發(fā)表了題為“Howtoselectfavorableandpromisingallelesandgenotypesforbreeding:AcasestudyofriceblastresistancegenesinSouthernandNortheasternChina”的研究論文,作者通過構(gòu)建具有包容性的升級(jí)版FNP標(biāo)記鑒別體系,,以挖掘并鑒別秈型及粳型抗病基因,;通過利用嚴(yán)謹(jǐn)而合理的多個(gè)參數(shù),對(duì)挖掘的抗病等位基因及其基因型進(jìn)行南北
(略)的比較分析,,以解剖各自的群體結(jié)構(gòu)特征,,從
(略)域性抗瘟育種計(jì)劃遴選有利及可靠的等位基因及其基因型。
作者利用6套標(biāo)記鑒別體系(應(yīng)對(duì)6個(gè)抗病基因位點(diǎn),;圖1僅顯示其中2套),,從華南
(略)(廣東、廣西共96個(gè)品種)及東北
(略)(遼寧及黑龍江共116個(gè)品種)稻種群體中挖掘鑒定了24個(gè)功能性等位基因,。通過對(duì)功能性單倍型的分化
(略)域性比較分析,,發(fā)現(xiàn)源于Pit、Pib及Pi63等3個(gè)基因位點(diǎn)的功能性單倍型顯著分化于華南的秈稻群體中,,而源于Pi54,、Pi37及Pi36等3個(gè)基因位點(diǎn)的則集中于東北的粳稻群體中。由此推定前者為秈型抗病基因位點(diǎn)(X-Rloci),,而后者為粳型抗病基因位點(diǎn)(G-Rloci),。圖1稻瘟病抗病基因Pit及Pib的升級(jí)版FNP標(biāo)記鑒別體系
進(jìn)一步通過對(duì)24個(gè)等位基因的分布
(略)域性比較分析,發(fā)現(xiàn)源于秈型抗病基因位點(diǎn)的基因多樣性(genicdiversity;16個(gè))是粳型的2倍(8個(gè)),;相應(yīng)地,,秈稻的等位基因多樣性(allelicdiversity;21個(gè))是粳稻群體的約2倍(11個(gè))。由此說明,,秈粳稻種群體的遺傳多樣性(geneticdiversity)存在顯著的差異,,而且有效的稻瘟病抗病基因主要來源于秈稻群體(圖2)。
根據(jù)由一組10個(gè)參數(shù)(秈型等位基因,、粳型等位基因,、區(qū)域特異等位基因、區(qū)域共同等位基因等,;數(shù)據(jù)未顯示)描
(略)域性等位基因群體結(jié)構(gòu)特征,,遴選出Pit-SH、Pib-BL,、Pib-ZS,、Pib-new,、Pi37/Pish、Pi35,、Pi36-NPB,、Pi54-TTP等8個(gè)為有利的等位基因(favorableallele);Pit-new、Pib-MH,、Pi63-TTP,、Pi63-IR64、Pi63-MH,、Pi63-new等11個(gè)為可靠的等位基因(promisingallele),。
圖2由24個(gè)功能性等位基因及6個(gè)非功能性等位基因構(gòu)建的華南及東北
(略)稻瘟病抗病等位基因的群體結(jié)構(gòu)
作者進(jìn)一步對(duì)2個(gè)
(略)抗病基因的基因型群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),,由24個(gè)功能性等位基因組成的82個(gè)基因型中,,55個(gè)屬于華南
(略),28個(gè)歸于東北
(略),,除了一個(gè)兩地共有的基因型之外,,其余完全不同,。由此說明在長
(略)域性育種進(jìn)程中,,秈粳分化的等位基因進(jìn)一步被組裝為完全不同的基因型,即使其中存在8個(gè)區(qū)域共同等位基因(在圖3A,、B左右數(shù)據(jù)柱中同時(shí)顯示紅色或藍(lán)色),;
(略)域間的基因型多樣性(genotypicdiversity)也完美地反映了上述的基因多樣性及等位基因多樣性(華南2倍高于東北)。
根據(jù)由一組13個(gè)參數(shù)(區(qū)域特異基因型,、區(qū)域共同基因型,、純合基因型、混合基因型等,;數(shù)據(jù)未顯示)解
(略)域性基因型群體結(jié)構(gòu)特征,,遴選出Pit-MH_Pib-BL、Pi35_Pi36-NPB_Pi54-SJ,、Pi37_Pi36-NPB_Pi54-SJ,、Pib-BL_Pi37_Pi36-NPB_Pi54-SJ等4個(gè)為有利的基因型(favorablegenotype);Pit-MH_Pib-BL_Pi63-9311_Pi54-TTP、Pit-IR64_Pib-BL_Pi63-IR64_Pi35,、Pit-SH_Pib-BL_Pi36-NPB_Pi54-SJ,、Pit-SH_Pi35_Pi36-NPB_Pi54-SJ等23個(gè)為可靠的基因型/親本(promisinggenotype/parent)。
該研究個(gè)案實(shí)證了如何全面,、準(zhǔn)確地解剖稻種資源群體的結(jié)構(gòu)特征,,從而遴選有利及可靠的抗病等位基因及其基因型應(yīng)用于基因設(shè)計(jì)育種計(jì)劃中(gene-designedbreeding)。
圖314個(gè)優(yōu)勢(shì)等位基因及4個(gè)優(yōu)勢(shì)基因型在華南(左柱)及東北
(略)(右柱)的分布
作者和基金項(xiàng)目
(略)博士后王興和博士生汪金燕為該文共同第一作者,,潘慶華教授為通信作者,。黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)張亞玲,、遼寧省
(略)研究到田間應(yīng)用的“最后一公里”。
植物生物技術(shù)Pbj交流群為了能更有效地幫助廣大的科研工作者獲?。?span id="oseimcgwi" class="open_quick_reg">(略)
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