全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(3): 408−415 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2010AA101306)和湖南农业大学引进人才基金项目(11YJ14)资助｡
* 通讯作者(Corresponding authors): 袁隆平, E-mail: lpyuan@hhrrc.ac.cn, Tel: 0731-82872998; 王国梁, E-mail: wang.620@osu.edu, Tel:
0731-84638423
第一作者联系方式: E-mail: wangjianlong365@yahoo.com.cn, Tel: 0731-84635112
Received(收稿日期): 2011-06-21; Accepted(接受日期): 2011-12-15; Published online(网络出版日期): 2012-01-04.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120104.1651.012.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.00408
水稻两用核不育系龙 S抗稻瘟病主效基因的定位
王建龙 1,2 吴立群 2 刘建丰 1 戴良英 1 刘雄伦 1 肖应辉 1 谢红军 3
刘群恩 1 李 婷 1 贾先勇 2 王国梁 1,4,* 袁隆平 5,*
1湖南农业大学, 湖南长沙 410128; 2湖南金健种业有限责任公司, 湖南常德 415000; 3湖南省水稻研究所, 湖南长沙 410125; 4美国俄
亥俄州州立大学, 美国俄亥俄州哥伦布 43210; 5国家杂交水稻工程技术研究中心, 湖南长沙 410125
摘 要: 龙 S 是一个广谱抗稻瘟病的水稻两用核不育系, 利用分子标记技术精细定位其主效抗性基因, 对于培育抗
稻瘟病水稻新品种具有重要意义。采用来自国内外的 41个稻瘟病菌系通过接种鉴定方式对龙 S进行了稻瘟病抗谱分
析, 结果显示龙 S的抗性频率为 100%, 对其中 39个菌系表现高水平抗性, 与 Pi9的携带品种 75-1-127抗性频率和抗
病级别基本相当。群体遗传分析表明龙 S 的抗性基因表现为显性遗传方式, 对于不同菌系龙 S 表现出不同的抗病遗
传模式, 其中龙 S对稻瘟菌系 318-2的抗性由单基因控制。通过抗病亲本龙 S与感病亲本日本晴构建 F2分离群体, 采
用 BSA (bulk segregant analysis)及 RCA (recessive class analysis)分析方法, 将龙 S的主效抗病基因精细定位于第 9染
色体上的 SSR标记 M1-M2所在的 1.31 cM区间, 与已克隆的广谱抗稻瘟病基因 Pi5位于相邻的染色体区域。抗谱分
析表明, 龙 S与 Pi5、Pii单基因系的抗性频率差异明显, 抗谱较后二者更广。龙 S主效抗性基因的精细定位, 为进一
步揭示其与 Pi5、Pii的等位关系以及通过分子标记辅助选择培育抗病水稻新品种奠定了基础。
关键词: 水稻; 龙 S; 稻瘟病; 抗性基因; 基因定位
Mapping of the Resistant Gene to Rice Blast in the Dual Purpose Genic Male
Sterile Rice, LongS
WANG Jian-Long1,2, WU Li-Qun2, LIU Jian-Feng1, DAI Liang-Ying1, LIU Xiong-Lun1, XIAO Ying-Hui1,
XIE Hong-Jun3, LIU Qun-En1, LI Ting1, JIA Xian-Yong2, WANG Guo-Liang1,4,*, and YUAN Long-Ping5,*
1 Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2 Hunan Jinjian Seed Industry Co., Ltd, Changde 415000, China; 3 Hunan Rice Research
Institute, Changsha 410125, China; 4 Ohio State University, Columbus 43210, USA; 5 China National Hybrid Rice Research and Development Center,
Changsha 410125, China
Abstract: LongS is a dual purpose genic male sterile rice with broad-spectrum resistance to rice blast. The objective of the present
study was to identify the resistance spectrum to rice blast, to analyze the genetic behavior of resistance gene, and to map the major
resistance genes in LongS. LongS had a resistance frequency of 100% inoculated with 41 strains of Magnaporthe oryzae.
Population genetic analysis showed that the resistance genes in LongS exhibited dominant inheritance, the genetic model of R
gene varied depend on the strains of Magnaporthe oryzae. The main-effect resistant gene to rice blast was fine mapped, by using
the bulk segregant analysis (BSA) and recessive class analysis (RCA) methods, with the F2 population derived from the resistant
parent of LongS and the susceptible parent of Nipponbare. A single resistant gene to the race of 318-2 located on the interval
flanked by the SSR markers of M1 and M2 with a genetic distance of 1.3 cM on chromosome 9 were adjacent to the
broad-spectrum blast resistance gene, Pi5. Both of the resistance spectrum and resistant frequency of LongS, however, were
significantly different to those of resistant gene of Pi5 and Pii. In conclusion, the major-effect resistant gene identified in this
study may be a new broad-spectrum blast resistance gene. The DNA markers linked to the new R gene identified in this study
should be useful for marker-aided breeding of blast-resistant rice cultivars.
Keywords: Rice; LongS; Rice blast; Resistant gene; Gene mapping
第 3期 王建龙等: 水稻两用核不育系龙 S抗稻瘟病主效基因的定位 409


稻瘟病是水稻三大病害之一, 由稻瘟菌 Magna-
porthe oryzae 引起, 广泛发生在种植水稻的国家和
地区, 给全球稻谷产量造成严重损失[1]。目前主要采
用种植抗病品种和化学防治相结合的方法防治稻瘟
病。化学防治虽能在一定程度上控制病害发生, 但
长期施用农药不但造成环境污染, 而且威胁人类健
康。培育和种植稻瘟病抗性品种是防治稻瘟病最经
济、有效的措施。然而, 由于稻瘟菌生理小种的多
变性以及环境的复杂性, 通过常规育种选育的抗病
品种往往种植几年后就会失去抗性, 导致稻瘟病大
爆发[2]。因此, 不断挖掘稻瘟病抗性基因特别是广谱
抗病基因, 利用分子标记辅助选择将多个抗病基因
导入目标品种改良其抗性, 是获得持久、广谱抗病
新品种最有效快捷的途径。
迄今为止, 至少已有 88个稻瘟病抗性基因被鉴
定出来[3-6], 它们分布在水稻基因组除第 3 染色体以
外的其余 11条染色体上, 其中 Pia、Pib、Pita、Pi2、
Piz-t、Pi9、Pid2、Pi21、Pi25、Pi36、Pi37、Pi5、
Pid3、Pit、Pish、Pik、Pik-m、Pik-p、Pb1已被成功
克隆[2,7]。然而, 目前所定位或克隆的稻瘟病抗性基
因多来源于地方品种或野生稻资源, 而从生产上大
面积主栽品种中定位或克隆抗性基因的报道不多
见。如第一个被克隆的广谱抗稻瘟病基因 Pi9 来源
于小粒野生稻[8], 主效抗稻瘟病基因 Pi40 源自澳洲
野生稻(O. australiensis)[9]; 又如 Pi5 [10]、Pid2[11]、
Pi25[12]以及最近报道的 2 个广谱抗稻瘟病基因
Pi47[6]和 Pi48[6]分别来自 Tetep、地谷、谷梅、湘资
3150等地方品种。尽管这些基因对当地稻瘟病优势
生理小种表现出较强抗性, 但由于携带这些基因的
种质资源本身农艺性状较差, 其不利性状基因的连
锁累赘使育种周期偏长, 以致这些抗性基因难以被
直接利用。另一方面, 在已报道的稻瘟病抗性基因
中, 仅 Pi1[13]、Pi2[14]、Pi9[8]、Pi20[15]、Pi33[16]、Pi40[9]、
Pigm[17]、Pikh[18]、Pizt[14]等具有广谱抗性, 而其他多
数表现为小种特异性抗性, 这些基因难以满足不同
生态区域抗稻瘟病育种目标的要求。因此, 从生产
上大面积推广应用的现代品种中发掘新的广谱抗稻
瘟病基因, 将有利于拓宽抗病基因的应用生态区域,
并缩短抗病品种的育种周期从而提高育种效率。
最近, 湖南农业大学选育出一个具有广谱抗稻
瘟病的水稻两用核不育系龙 S [19], 田间试验初步观
察表明该不育系在湖南省稻瘟病重发区均表现出较
高的抗性, 推测其可能含有广谱抗性基因。为了发
掘该不育系的抗性基因并通过遗传改良选育广谱抗
病新不育系 , 本研究以龙 S为材料构建遗传群体 ,
对该不育系的抗性基因进行定位研究, 为通过分子
标记辅助选择改良水稻两用核不育系的稻瘟病抗性
提供实用的分子标记。
1 材料与方法
1.1 植物材料
水稻两用核不育系龙 S 种子由湖南农业大学水
稻科学研究所提供, 75-1-127 (Pi9供体)、日本晴(简
写 NPB)、CO39种子由湖南农业大学水稻基因组学
实验室提供, Pi5 单基因系及 Pii 单基因系由韩国庆
熙大学(Kyung Hee University) JEON Jong-Seong教
授提供。
2008 年夏季在长沙采用龙 S 与 NPB 杂交获得
F1种子。2008年冬季在海南播种 F1种子, 使其自交
后收获 F2种子用于后续的稻瘟病抗性鉴定。
1.2 供试菌系
用于稻瘟病抗性鉴定的稻瘟病菌系包括 RB1-
RB22、CHL645、CHL1788、CHL1907、CHL438、
CHL1743、CHL440、236-1、236-2、220-1-1、195-2-2、
318-2、193-1-1、X2007A-1、X2007A-7、110-2、87-4、
E2007046A-2、 ROR1、 IC-17、 P06-6、 ES6 和
CHNOS60-2-3均由湖南农业大学水稻基因组学实验
室保存提供。
1.3 室内稻瘟病抗性鉴定
将龙 S/NPB的 F2种子及抗谱鉴定用种子消毒后
按常规方法播种于装有营养土的塑料盒(长、宽、高
分别为 20、12和 8 cm)中, 置温度 25℃左右、湿度
70%~75%的人工气候箱中, 待秧苗长至三至四叶期
将塑料盒移至接种箱中接种稻瘟菌。接种前, 把保
存在滤纸片上的稻瘟菌孢子在燕麦培养基上活化 7
d 后扩大培养, 并在光照条件下诱导产孢。接种时,
用无菌水洗下分生孢子, 配制成孢子悬浮液用喷枪
喷雾接种, 接种孢子浓度控制在 1×105个 mL−1左右,
每个育秧盘接种 40~50 mL, 接种后于 26℃下恒温保
湿(湿度≥95%) 24 h。接种 5~7 d后, 调查发病情况。
分级标准如下 0 级, 无任何病斑; 1 级, 直径不超过
0.5 mm的褐点病斑; 2级, 直径 0.5~1.0 mm的褐点
病斑; 3级, 直径 1~3 mm的椭圆形病斑, 边缘褐色,
中央灰白色; 4级, 直径 1~2 cm纺锤形病斑, 边缘褐
色, 中央灰白, 病斑稍有融合或无融合; 5 级, 病斑
融合, 叶片上半部枯死。统计分析时, 将感病级别为
410 作 物 学 报 第 38卷

0~2级的植株计为抗病(R)类型, 将 4、5级归入感病
(S)类型, 3 级根据褐点病斑数及有无中央灰色产孢
区分为中抗(MR)和中感(MS)。
1.4 DNA提取、PCR扩增及电泳分析
采用 CTAB法提取水稻叶片 DNA, 将其溶解在
TE缓冲液里(10 mmol L−1 Tris base, 0.1 mmol L−1
EDTA)。每份 DNA统一用 ddH2O稀释成 20 ng μL−1,
作为 PCR 分析的模板。根据已有文献报道的 SSR
和 SFP 标记引物序列[20-22], 由南京金思瑞公司合成
相应的引物。10 μL 的 PCR 体系含: 10 mmol L−1
Tris-HCl (pH 8.3)、50 mmol L−1 KCl、1.5 mmol L−1
MgCl2、50 μmol L−1 dNTPs、0.2 μmol L−1引物、0.5
U Taq polymerase (TaKaRa生物公司)和 20 ng DNA
模板。扩增反应在 ABI PCR system 2700 上进行,
94℃预变性 5 min, 94℃ 30 s, 55℃ 30 s, 72℃ 1 min,
共 35个循环; 最后, 72℃延伸 7 min。扩增产物经 8%
的非变性 PAGE胶分离, 银染显色。
1.5 BSA与 RCA分析
采用分离群体分池法(BSA)和极端隐性类型法
(RCA)连锁分析抗病基因。首先用分离群体分池法
(BSA)。在龙 S/NPB 的 F2分离群体中, 随机选取抗
病和感病的单株各 10个, 取叶片混合提取DNA, 分
别构成抗病和感病基因池, 利用已筛选的多态分子
标记分析两DNA池的基因型, 初步确定与目标基因
可能有连锁关系的分子标记。然后, 采用极端隐性
类型法分析目标基因与标记的连锁关系。选择 34个
表现为极端感病的单株分单株提取 DNA, 采用已获
得可能连锁的标记逐株分析基因型, 将目标基因锁
定于第 9 染色体; 在此基础上, 选择该 F2群体中所
有极端感病单株(感病级别为 4~5 级)构成极端隐性
群体, 构建局部连锁图从而定位目标基因。
1.6 数据处理
将 F2群体中单株 DNA 电泳条带与亲本龙 S 一
致的记为“A”, 与亲本 NPB一致的记为“B”, 杂合带
型计为“H”, 未扩增出产物或者条带不清楚的采用
“-”表示。运用 MAPMAKER/EXP 3.0软件[23]分析数
据, 计算分子标记间的遗传距离, 并绘制分子标记
遗传连锁图谱(取 3.0为 LOD阈值)。
2 结果与分析
2.1 龙 S稻瘟病抗谱分析
选取来自国内外的 41份稻瘟菌系分别接种龙 S、
Pi9供体材料 75-1-127、NPB和 CO39 (表 1)发现, 龙
S对其中 39 个表现高水平抗性, 对另 2个菌系也表
现中等水平抗性, 抗性频率达到 100% (表 1), 表明
龙 S对这 41份稻瘟菌系表现广谱抗性。Pi9供体品
种 75-1-127对 41份菌系都表现抗病, 对 CHL440和
RB5 两个菌系表现出比龙 S 更好的抗性, 也再次证
实 Pi9是广谱抗性基因。感病品种 CO39和 NPB抗
性频率分别为 14.63%和 26.83%, 与龙 S在稻瘟病抗
谱上差异明显, 适合用于构建遗传群体以用于龙 S
抗病基因的定位。
2.2 群体遗传分析
采用在龙 S和 CO39或 NPB之间致病性差异明
显的稻瘟病菌系 IC-17、RB7和 318-2分别接种鉴定
龙 S/CO39、龙 S/NPB 的 F1和 F2植株, 结果发现所
有 F1植株都表现高抗, 推知龙 S 中的抗性基因表现
为显性遗传方式。
采用上述 3个菌系分别接种龙 S/CO39、龙 S/NPB
的 F2 群体, 结果 F2 群体植株表现出抗感分离。龙
S/CO39 F2 群体对菌系 IC-17 的抗感分离比例为
1 245∶97, 经 χ2测验符合 15∶1的分离比例, 暗示
龙 S 对菌系 IC-17 的抗病性受 2 对主效基因控制。
而对于菌系 RB7和 318-2, 龙 S/NPB F2群体植株的
抗感分离比例均符合 3∶1, 可以推断龙 S 对这 2 个
菌系的抗性都由单个主基因控制, 因此本研究选用
产孢能力较强的菌系 318-2接种龙 S/NPB的 F2群体
用于后续的基因定位研究。
2.3 龙 S抗稻瘟病主效基因定位
在对龙 S/NPB F2群体接种鉴定的基础上, 选取
高抗和高感的各 10个单株分别提取DNA, 采用在全
基因组基本均匀分布的 120 个 SSR 分子标记对 20
个单株进行基因型分析, 结果发现位于第 9 染色体
上的标记 SFP-9-2、RM3912和 RM7212与抗性反应
存在连锁关系。在此基础上, 选取 34个感病单株进
行基因型分析, 从RM7212鉴定到 9个重组, 重组率
为 13.24%; RM3912 鉴定到 5个重组 , 重组率为
7.35%; SFP-9-2 检测到 2 个重组 , 重组率为 2.94%
(图 1)。由此, 将龙 S的主效抗性基因初步定位于第
9染色体的 SFP-9-2和 RM3912标记区间。
为了精细定位龙 S 的主效抗瘟基因, 进一步选
取 286 个感病单株进行分析, 并根据日本晴基因组
序列在 SFP-9-2与 RM3912标记区间设计新标记M1
和 M2 (表 3)。连锁分析表明, 龙 S的主效抗瘟基因
[暂命名 Pi-LS(t)]位于标记 M1~M2间 1.3 cM的染色
体区段。以日本晴基因组序列为参考, 该主效抗病
基因位于AP005593–AP005811重叠克隆群约 110 kb
的染色体区间, 与已克隆抗瘟基因 Pi5 相邻(图 2)。
第 3期 王建龙等: 水稻两用核不育系龙 S抗稻瘟病主效基因的定位 411


表 1 龙 S稻瘟病抗性鉴定结果
Table 1 Evaluation of the resistance spectrum of LongS
鉴定材料 Rice variety 菌系
Race
来源
Isolate origin LongS 75-1-127 CO39 NPB
RB1 中国广东 Guangdong, China R R R R
RB2 中国广东 Guangdong, China R R S S
RB3 中国广东 Guangdong, China R R R MS
RB4 中国广东 Guangdong, China R R S S
RB5 中国广东 Guangdong, China MR R S S
RB7 中国广东 Guangdong, China R R S S
RB8 中国广东 Guangdong, China R R S R
RB9 中国广东 Guangdong, China R R S S
RB11 日本 Japan R R R S
RB12 中国 China R R S R
RB14 中国 China R R MS MS
RB15 中国 China R R S MR
RB16 中国福建 Fujian, China R R S S
RB17 中国 China R R S S
RB18 中国福建 Fujian, China R R MS S
RB19 中国福建 Fujian, China R R MR MS
RB20 中国福建 Fujian, China R R MS S
RB21 中国 China R R MR R
RB22 中国 China R R S S
CHNOS60-2-3 中国 China R R S R
ES6 西班牙 Spain R R S S
CHL645 中国贵州 Guizhou, China R R MS S
CHL1788 中国 China R R MS R
CHL1907 中国 China R R MS R
CHL438 中国湖南 Hunan, China R R S S
CHL1743 中国广东 Guangdong, China R R S S
CHL440 中国湖南 Hunan, China MR R S R
236-1 中国湖南 Hunan, China R R S S
236-2 中国湖南 Hunan, China R R S S
220-1-1 中国湖南 Hunan, China R R S MS
195-2-2 中国湖南 Hunan, China R R MS R
318-2 中国湖南 Hunan, China R R S S
193-1-1 中国湖南 Hunan, China R R S S
X2007A-1 中国湖南 Hunan, China R R S S
X2007A-7 中国湖南 Hunan, China R R S S
110-2 中国湖南 Hunan, China R R S S
87-4 中国湖南 Hunan, China R R S S
E2007046A-2 中国湖北 Hubei, China R R - R
ROR1 韩国 Korea R R S S
IC-17 菲律宾 The Philippines R R S MS
P06-6 菲律宾 The Philippines R R S MS
R: 抗病; S: 感病; MR: 中抗; MS: 中感; -: 缺失值。
R: resistant; S: susceptible; MR: medium resistant; MS: medium susceptible; -: missing value.

412 作 物 学 报 第 38卷

表 2 龙 S/CO39和龙 S/NPB F2群体对不同稻瘟病菌系的抗、感病分离比例
Table 2 Segregation of the resistant and susceptible plants in F2 generation after inoculation with different M. oryzae isolates
F2群体
F2 population
菌系
Race
抗病株数
No. of resistant plants
感病株数
No. of susceptible plants
抗/感理论值
Expected ratio of resistant to susceptible
χ2 P0.05
LongS/CO39 IC-17 1245 97 15:1 2.51 3.84
LongS/CO39 RB7 210 58 3:1 1.61 3.84
LongS/NPB RB7 50 14 3:1 0.33 3.84
LongS/NPB 318-2 374 109 3:1 1.52 3.84

图 1 标记 SFP-9-2、RM3912和 RM 7212与龙 S/NPB F2感病单株的连锁分析
Fig. 1 Linkage analysis of marker SFP-9-2, RM3912, and RM7212 to the susceptible plants in F2 population
A: SFP-9-2; B: RM3912; C: RM7212. 1: Marker; 2: 龙 S; 3: NPB; -: 感病单株; *: 重组单株。
1: Marker; 2: LongS; 3: NPB; -: susceptible plants; *: recombinatant plants.

图 2 龙 S主效抗性基因定位图
Fig. 2 Map of the major-effect resistant gene of LongS
a: 利用 5个连锁标记构建的 Pi-LS(t)遗传连锁图; b: 基于日本晴序列构建的该区段的克隆重叠群; Pi-LS(t): 龙 S主效抗瘟基因; 遗传
距离单位 cM。
a: a genetic map of Pi-LS(t) constructed from linkage analysis using five linkage markers; b: a contig map of Pi-LS(t) locus based on the
sequence of Nipponbare; Pi-LS(t): the major-effect resistant gene; cM: genetic distance unit

表 3 第 9染色体上连锁标记的引物序列
Table 3 DNA sequence of the linked marker on chromosome 9
标记
Marker
正向引物
Forward primer (5–3)
反向引物
Reverse primer (5–3)
RM7212 ATTGTAGGAGCGCCATATGG GAGCTGGGTAACGAGTCGAG
RM1328 GAATGGGATTAGACGATTTG CCATGAGTGACATCAAAAGG
SFP-9-2 CCCAAGTGCCACAATCATTA AGAAAGTGCCTCGTCAAGGA
M1 TTTCGTGGATGGAGGGAGTACG TGGCGACTTATGAGCGTTTGTAGG
M2 TACAAGTTGGCAGCTTTATCTGAG TCAGAAGCACTGGATCTTTCTGCA
RM3912 TGTGTGTGCCCGATCTAC CCTCTCGATGAGCATTCC
第 3期 王建龙等: 水稻两用核不育系龙 S抗稻瘟病主效基因的定位 413


2.4 龙 S抗性基因与 Pi5和 Pii的抗谱比较
选取与龙 S抗谱鉴定相同的 41份稻瘟菌系分别
接种龙 S、Pi5 及 Pii 单基因系材料。结果显示, 在
对 RB4、RB5、RB7、RB8、RB15、RB21、CHL1907、
CHL438和 110-2等菌系的抗性上, 龙 S与 Pi5及 Pii
单基因系的抗性差异明显。其差异是否因龙 S 第 9
染色体上的主效抗性基因与 Pi5、Pii的不同而引起,
尚待进一步的精细定位或克隆 Pi-LS(t)后才能确定。

表 4 龙 S抗性基因与 Pi5和 Pii的抗谱比较
Table 4 Comparison of the resistance spectrum between Pi-LS(t) and Pi5/Pii
鉴定材料 Rice variety 鉴定材料 Rice variety
菌系
Race 龙 S
LongS
Pi5单基因系
Pi5 monogenic
line
Pii单基因系
Pii monogenic
line
菌系
Race 龙 S
LongS
Pi5单基因系
Pi5 monogenic
line
Pii单基因系
Pii monogenic
line
RB1 R R R CHL645 R R R
RB2 R MS MS CHL1788 R - -
RB3 R R R CHL1907 R S S
RB4 R S S CHL438 R S S
RB5 MR S S CHL1743 R - -
RB7 R S R CHL440 MR - -
RB8 R S S 236-1 R - -
RB9 R R R 236-2 R - -
RB11 R R R 220-1-1 R MR MR
RB12 R R S 195-2-2 R - -
RB14 R R MS 318-2 R R R
RB15 R S R 193-1-1 R S S
RB16 R R R X2007A-1 R R R
RB17 R R R X2007A-7 R R R
RB18 R R R 110-2 R R MR
RB19 R R R 87-4 R S S
RB20 R R R E2007046A-2 R R R
RB21 R S S ROR1 R R MR
RB22 R R R IC-17 R R R
CHNOS60-2-3 R R R P06-6 R R R
ES6 R R R
R代表抗病, S代表感病, MR代表中抗, MS代表中感, -代表缺失值。
R: resistant; S: susceptible; MR: medium resistant; MS: medium susceptible; -: missing value.

3 讨论
在已鉴定的 88个稻瘟病抗性基因中[3-6], 在第 9
染色体上报道的抗性基因主要有 Pii、Pi5/Pi3、Pi15
等[2-3,24]。本研究采用 BSA 和 RCA 分析方法, 将龙
S的广谱抗性基因 Pi-LS(t)精细定位在第 9染色体的
标记 M1~M2间 1.3 cM的染色体区段。与该染色体
上已报道的抗性基因相比较, 发现龙 S的主效抗病
基因与 Pi5 在染色体上位置相近, 但龙 S 携带的抗
性基因与 Pi5 及 Pii 的抗谱差异很大 , 尤其在对
RB4、RB5、RB7、RB8、RB15、RB21、CHL1907、
CHL438 和 110-2 等菌系的抗性表现上, 龙 S 与 Pi5
及 Pii单基因系的抗感差异明显。然而, 由于本研究
仅定位了第 9 染色体上对菌系 318-2 抗性表现为显
性单基因遗传特征的主效抗性基因, 而对在龙 S 和
Pi5及 Pii单基因系抗谱表现差异的其他菌系的抗性
基因遗传方式尚不明确。龙 S 抗谱更广可能是其多
个抗性基因综合作用的表现, 也有可能是 Pi-LS(t)单
个主效基因作用的结果。因此, 本研究发现的主效
抗性基因 Pi-LS(t)与 Pi5 及 Pii 的关系, 有待进一步
深入研究。
近年全国两系杂交稻种植面积占杂交稻播种面
积的 25%以上[25], 两系法已成为水稻杂种优势利用
的主要途径之一。然而, 目前生产上使用的水稻两
用核不育系对稻瘟病抗病和耐病能力普遍较低 [26],
因此培育对稻瘟病具有持久广谱抗性的籼型两用核
414 作 物 学 报 第 38卷

不育系将对两系杂交水稻的发展具有重要作用。龙
S 是利用不育临界温度低、株叶形态好和具有多个
稻瘟病抗源背景(HA79317-7、02428和科辐红 2号)
的徐 S(湖南杂交水稻研究中心育成, 来源于安湘 S/
株 173)作母本 , 以配合力好但不育起点温度高的
133S(湖南杂交水稻研究中心育成)作父本杂交改良
育成[19]。该不育系不仅具有优良的农艺性状, 而且
在稻瘟病抗性方面也具有很强的优势, 本研究通过
室内接种鉴定发现, 龙 S 与广谱抗瘟材料 75-1-127
(Pi9供体)的抗性水平相当 , 对来自国内外的 41个
稻瘟菌生理小种的抗病频率为 100%, 尤其是对来
自湖南烟溪(236-1、236-2和 220-1-1)、桃江(195-2-2
和 193-1-1)和汉寿(87-4)等稻瘟病重发区的优势生理
小种也表现抗病。本研究精细定位龙 S 的主效抗性
基因 Pi-LS(t), 一方面为进一步通过图位克隆该基因
奠定了基础; 另一方面, 获得的与目标基因紧密连
锁的分子标记 M1、M2, 为通过分子标记辅助选择
技术改良水稻两用核不育系的稻瘟病抗性提供了实
用的分子标记。
Pi5来源于持久广谱抗病品种 Tetep, 与 Pii可能
是同一个基因[10], 然而本研究发现两者抗菌谱存在
差异, 如 RB7、RB15 对 Pi5 是致病, 而对 Pii 不致
病; Pi5对 RB12、RB14表现抗病, 而 Pii对 RB12、
RB14表现为感病及中感。造成这两基因抗谱差异的
原因可能是 Pi5与 Pii在基因结构上不完全一致, 或
两者的抗性表现与遗传背景有关(本研究中 Pi5单基
因系的背景是丽江新团黑谷, 而 Pii 单基因系的背
景是 NPB)。
4 结论
龙 S对来自国内外的 41个稻瘟病菌系的抗性频
率为 100%, 是一个具有广谱抗性的水稻两用核不
育系。龙 S 的抗性基因表现为显性遗传方式, 对于
不同菌系表现出不同的抗病遗传模式。龙 S 的主效
抗性基因被定位于第 9染色体上的 SSR标记M1-M2
所在的 1.31 cM的染色体区间。
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