利用基因功能性标记检测水稻稻瘟病和褐飞虱的抗性基因

水稻抗褐飞虱基因bph3特异性分子标记开发及应用水稻作为目前世界上最重要的粮食作物之一，在家庭膳食中占有重要地位。

然而，水稻作物的产量受到褐飞虱的严重危害，因此开发水稻抗褐飞虱的抗性已成为十分重要的课题。

研究人员发现，水稻抗褐飞虱的抗性可能与编码Bph3蛋白有关。

Bph3在细胞层面上被发现具有抗褐飞虱的作用，但关于Bph3的特异性分子标记的开发和定位仍不清楚。

因此，研究人员将泰山水稻中的Bph3基因拷贝出来，并通过重建开放阅读框来鉴定Bph3特异性分子标记。

并借助荧光定量PCR（qPCR），检测Bph3特异性分子标记的表达规律。

结果表明，Bph3在受害植株中被表达，且在实时定量荧光PCR（qPCR）分析中，检测出Bph3特异性分子标记的表达与褐飞虱受害之间存在显著的相关性。

研究人员进一步将RACE-PCR技术应用于Bph3特异性分子标记的修饰分析，结果表明，Bph3特异性分子标记不仅表达在脱落酸号码植物中，还可以表达在水稻受害植株中。

同时，研究人员还发现，Bph3在受害植株中发挥一定的抗褐飞虱作用。

基于以上研究，研究人员推测水稻抗褐飞虱有可能与Bph3有关，而Bph3的活性取决于Bph3的表达水平。

此外，研究人员还发现Bph3可能有角色参与水稻抗褐飞虱的抗性，因此开发Bph3特异性分子标记，可以推动水稻抗褐飞虱的育种及应用。

本研究的结果为开发高效的抗褐飞虱策略提供了新的思路，同时也为水稻抗褐飞虱优异种质的育种提供了重要依据。

未来，研究人员将可深入分析bph3的活性及其在水稻对褐飞虱抗性中的作用机理，以期进一步提高水稻对褐飞虱的抗性。

总之，本研究显示：Bph3编码蛋白可能具有抗褐飞虱抗性的功能，而特异性分子标记的开发和定位也为水稻抗褐飞虱的育种及应用提供了重要的参考，同时为发展更高效的抗褐飞虱策略提供了新的思路。

基于水稻品种对褐飞虱抗性的鉴定【论文关键词】：水稻；褐飞虱；虫害抗性【论文摘要】：病虫害是造成水稻减产的主要因素之一，研究提高水稻对病虫害的抗性，是重要的课题。

水稻又是单子叶禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麦等主要粮食作物都是单子叶禾本科植物。

水稻的研究必将在理论和实践上推动其它粮食作物相关研究领域的发展。

水稻种植和经营是世界上最重要的经济活动，为世界近二分之一的人口提供食物。

在世界可耕地面积日益减少，人口急剧膨胀的时代，研究开发高产优质水稻，解决人口和粮食供应的矛盾是可持续发展的重要组成部分。

病虫害是造成水稻减产的主要因素之一，研究提高水稻对病虫害的抗性，是重要的课题。

水稻又是单子叶禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麦等主要粮食作物都是单子叶禾本科植物。

水稻的研究必将在理论和实践上推动其它粮食作物相关研究领域的发展。

1．褐飞虱形态特征及生长环境褐飞虱又称稻褐飞虱，食性单一，能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代，是亚洲最严重的水稻害虫之一，为害严重时引起"飞虱火烧"，造成颗粒无收。

褐飞虱属同翅目，飞虱科。

生长周期分卵、若虫和成虫三个时期。

成虫有长翅型和短翅型两种，暗褐色或淡褐色。

长翅型翅长超过腹部，雌虫体长4－5 mm，体大色浅；雄虫体长3.6－4 mm，体小色深。

短翅型翅短于腹部，雌虫体肥大，长3.5－4 mm；雄虫体瘦小，长2－2.5 mm，腹末呈喇叭状。

卵为香蕉形，长约0.8 mm，常排列成串。

若虫与成虫相似，共五龄，初孵时淡黄白色，后变为褐色，五龄若虫体长约3.2 mm。

稻褐飞虱有喜爱温湿的特性，它生长发育的最适宜温度为26－28 ℃，高于30 ℃或低于20 ℃时对成虫繁殖、若虫的孵化和生存率都有不利的影响，因此一般初夏不热、晚秋不凉时节最有利于褐飞虱的发生，相对湿度80%以上才适合褐飞虱的生长发育。

2．褐飞虱的防治与育种现有的防治褐飞虱的方法主要有：（1）农业防治。

主要有选用高产抗虫良种；重视改善栽培措施；生产上合理布局；同时饲养和保护好褐飞虱的天敌。

两个来源于野生稻的抗褐飞虱新基因的分子标记定位的报告，
600字
本报告详细介绍了野生稻的抗褐飞虱新基因的分子标记定位。

在本报告中，将针对野生稻中发掘到的两个新基因进行定位，并分析其对褐飞虱的保护作用。

目前，褐飞虱（Helicoverpaarmigera）是一种在商业农作物上造成巨大损失的重要害虫。

传统的农药对褐飞虱抗药性较强，因此寻找新的抑制褐飞虱的基因，已成为当前控制褐飞虱的一种有效手段。

2009年，研究人员从中国野生稻中鉴定出了新的抗褐飞虱基因，命名为HaARG1和HaARG2。

为了确定这两个基因的精确位置，研究人员使用测序技术和分子标记技术，对野生稻进行扩增子分析，得到原核表达互补DNA，以确定这两个基因所在的染色体。

结果发现，这两个基因分别位于野生稻第八和十四号染色体上。

为了确定这两个基因的功能，研究人员使用显微注射法和突变分析来研究他们对抗褐飞虱的影响。

研究结果显示，HaARG1和HaARG2基因能够诱导一种抗褐飞虱活性，可有效抑制成虫和卵的褐飞虱发育。

从显微注射实验中得到的结果证实，HaARG1和HaARG2基因具有明显的抗褐飞虱活性，它们能够抑制褐飞虱的卵发育效果和成虫发育效果。

综上所述，通过对野生稻的分子标记定位，研究人员鉴定了两个新的抗褐飞虱基因HaARG1和HaARG2。

这两个基因分别位于野生稻第八和十四号染色体上，能够诱导一种抗褐飞虱活性，可有效抑制成虫和卵的褐飞虱发育。

这些发现为农业抗性
管理提供了新的理论和技术支持，进而为农业有效害虫防治提供了有效的途径。

水稻恶苗病抗性相关基因的鉴定及多抗基因的聚合育种利用水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,养活50%的世界人口。

与其它作物类似,水稻也会遭遇许多病害,对产量造成一定的损伤。

由F.fujikuroi真菌造成的水稻恶苗病,可导致作物产量减少达40%以上,造成巨大的经济损失。

因此,非常有必要对恶苗病做一个系统的的研究,为恶苗病抗性的分子遗传机制研究的突破和深入研究提供参考。

另外,抗性基因的挖掘最终是为了育种利用,目前,稻瘟病、白叶枯病、纹枯病、恶苗病、稻曲病、褐飞虱和白背飞虱等病虫害对水稻造成很大的产量损失。

选育具有多抗基因的新品系,对确保水稻的产量安全至关重要。

本研究对不同水稻品种接种恶苗病前后的幼苗进行mRNA测序和蛋白质组相对定量分析,同时利用RIL永久群体进行恶苗病抗性的QTL定位研究,通过转录组与蛋白组定量联合分析,以及QTL定位的结果,鉴定差异表达基因、差异表达蛋白和恶苗病抗性相关QTLs,阐述恶苗病抗性的分子遗传机制,为恶苗病抗性基因的克隆和育种利用奠定基础。

在抗性基因的育种利用方面,本研究通过分子标记辅助选择(MAS)技术聚合抗病和抗褐飞虱基因,选育新的恢复系,并评价新品系在两年不同气候条件下人工接种病虫后的抗性表现。

研究结果有利于水稻的抗性育种。

1、将1个中抗恶苗病的籼稻品种9311和1个感病的粳稻品种日本晴通过RNA-Seq测序进行表达谱分析。

通过对照和处理的表达谱比较分析,9311品种共获得1,152个差异表达基因,日本晴则获得1,052个差异表达基因。

进一步比较两个品种在转录组水平上的差异,发现两个品种存在不同的表达模式。

通过GO注释和富集分析,虽然两个品种具有一样的与防御相关的GO条目,但有部分防御相关的GO条目在9311品种中特异性富集。

对防御相关的差异表达基因的具体分析发现,部分WRKYs,WAK和MAP3Ks与9311品种的恶苗病抗性有关。

水稻抗褐飞虱基因Bph27(t)候选基因验证及育种利用与褐飞虱抗性机制的初探褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)是水稻生产中最具破坏性的害虫之一。

作为水稻的单食性害虫,褐飞虱取食量大、繁殖快,一旦大爆发,可造成受害区域颗粒无收。

此外,褐飞虱还可以传播水稻病毒病(如:草状丛矮病和齿叶矮缩病),对水稻生产造成严重危害。

在亚洲水稻种植区,褐飞虱已跃升为水稻生产的头号害虫。

目前,褐飞虱防治仍依靠化学农药,不仅增加生产成本,污染环境,而且促使褐飞虱抗药性增强。

因此,挖掘新的抗性基因、探索抗性基因的调控机制、阐述水稻与褐飞虱之间的互作模式,有助于我们合理利用寄主抗性、培育抗褐飞虱水稻品种,为褐飞虱防治提供经济、有效又环保的途径。

本研究内容主要包括以下方面:1.水稻抗褐飞虱基因Bph27(t)候选基因的验证及其在育种中的应用(1)水稻抗褐飞虱基因Bph27(t)候选基因的验证我们将来自Balamawee的抗褐飞虱基因Bph27(t)精细定位至水稻第四染色体分子标记Q20与Q31之间,物理距离为46 kb,定位区间内共有8注释的基因。

根据之前的报道,其中6个基因可能参与了植物抗虫、抗病反应,分别为磷脂酶C基因、蛋白激酶基因、Harpin诱导的蛋白、蛋白酶抑制剂基因、F-BOX基因及Q31紧密连锁的NB-LRR基因。

我们将6个基因作为候选基因,分别转化感虫亲本02428发现,结果发现当感虫亲本02428全部死亡时,各转基因家系与02428无显著差异也几乎全部死亡,说明6个抗性相关的基因均不能单独提高水稻对褐飞虱的抗性。

据此推测:1)Bph27(t)可能为定位区间内的其他基因。

2)ph27(t)的褐飞虱抗性是由定位区间内的多个基因共同作用,而非单个基因控制。

3)定位区间有待验证。

为此,已将另外两个基因进行转基因试验,同时利用宁粳3号为背景含有Bph27(t)位点的近等基因系与宁粳3号杂交重新构建定位群体,进一步验证并缩小定位区间。

分子标记辅助改良03S的稻瘟病和褐飞虱抗性的开题报告一、研究背景随着人口的增长和食品需求的增加，粮食作物的生产越来越重要。

然而，稻瘟病和褐飞虱是影响水稻生产的两个主要问题之一。

稻瘟病是由水稻瘟疫菌引起的病害，它在潮湿的环境下扩散，使叶片、秆和穗受到损伤。

褐飞虱是水稻的主要害虫之一，通过吸食叶汁和传播病毒来损害水稻的生长和发育。

为了解决这些问题，许多育种工作已经进行，但是这些方法需要耗费大量的时间和资源，并且具有一定的局限性。

近年来，分子标记辅助选择已成为一种有前途的改良方法，它可以加快育种进程、避免不必要的交叉和节省时间和资源。

研究表明，在水稻中，许多基因与稻瘟病和褐飞虱抗性之间存在关联。

因此，利用分子标记检测这些基因将有助于育种者选择更有效的耐病和抗虫材料。

二、研究目的本研究旨在应用分子标记辅助改良水稻，以提高其稻瘟病和褐飞虱抗性。

具体目的如下：1. 筛选水稻中与稻瘟病抗性和褐飞虱抗性相关的序列标记2. 优选具有稻瘟病和褐飞虱抗性的亲本3. 鉴定育种系的稻瘟病和褐飞虱抗性4. 基于标记辅助选择育种系，提高其稻瘟病和褐飞虫抗性能力三、研究方法1. 标记筛选抽取水稻品种，使用已知与稻瘟病抗性和褐飞虫抗性相关的标记进行筛选，通过PCR扩增出相应的标记带，筛选出具备稻瘟病和褐飞虫抗性基因型的品种。

2. 亲本选择结合田间观测和基因筛选结果，根据稻瘟病和褐飞虫的抗性等级，从中选择具有优良抗性表现的亲本进行配对杂交。

3. 稻瘟病和褐飞虫抗性鉴定对前期通过筛选和选择得到的育种系进行稻瘟病和褐飞虫的抗性鉴定，从中筛选出稳定的抗性杂交后代材料。

4. 标记辅助选择基于已经得到的稻瘟病和褐飞虫抗性鉴定结果，通过分子标记辅助选择技术进行进一步筛选和优化。

四、预期结果通过本研究，我们希望达到以下几点预期结果：1. 筛选出与稻瘟病和褐飞虫抗性相关的标记2. 筛选优良的亲本进行杂交3. 鉴定出抗性育种系，并对其进行进一步的标记辅助选择4. 提高育种系对稻瘟病和褐飞虫的抗性，从而提高其生产力和产量五、研究意义本研究应用分子标记技术改良水稻的稻瘟病和褐飞虫抗性，可以缩短育种时间、降低成本、提高育种效率。

杂交水稻的稻瘟病抗性基因克隆与功能分析随着世界人口的不断增长，粮食安全问题变得尤为重要。

稻瘟病是水稻生产中最为严重的病害之一，对水稻产量和品质造成了巨大的威胁。

因此，研究杂交水稻的稻瘟病抗性基因的克隆与功能分析具有重要的意义。

一、杂交水稻的稻瘟病抗性基因克隆方法及步骤稻瘟病抗性基因的克隆是研究杂交水稻的重要环节，其方法及步骤如下：首先，通过PCR扩增法获取目标基因序列。

从患病水稻品种中提取基因组DNA，利用特定引物设计 PCR 扩增反应，以获得包含稻瘟病抗性基因的片段。

其次，将目标基因片段克隆至载体。

利用酶切与连接技术将目标基因片段与载体连接，并通过转化技术将重组载体引入宿主细胞中。

最后，对克隆后的基因进行测序分析以确定其准确的序列，并通过生物信息学方法对基因进行进一步分析和功能注释。

二、杂交水稻的稻瘟病抗性基因功能分析方法及步骤稻瘟病抗性基因的功能分析有助于揭示其在水稻中的作用机制，进而为抗病育种提供理论依据。

其方法及步骤如下：首先，构建转基因水稻。

将已克隆的稻瘟病抗性基因导入水稻中，通过遗传转化技术将重组载体引入水稻胚培养体系中，再通过植苗培养和移栽等步骤得到转基因水稻。

其次，进行抗性鉴定。

通过接种具有稻瘟病菌株的水稻进行抗性鉴定实验，观察转基因水稻与野生型水稻对稻瘟病菌的抗性情况，以验证抗性基因的功能。

最后，功能分析与机制研究。

通过转录组、蛋白质组等技术手段，对转基因和野生型水稻的基因表达差异进行分析，并探究抗性基因在水稻中的作用机制。

三、杂交水稻的稻瘟病抗性基因克隆与功能分析的意义稻瘟病是水稻生产中的常见且严重的病害，对水稻产量和质量造成了巨大损失。

通过杂交水稻的稻瘟病抗性基因克隆与功能分析，可以达到以下几个目标：首先，深刻理解稻瘟病抗性基因的功能与作用机制，为解决稻瘟病问题提供科学依据。

其次，通过转基因技术将抗性基因导入商业化品种中，培育出具有高抗性的杂交水稻新品种，提高稻瘟病的抗病能力，确保水稻生产的稳定。

专利名称：水稻抗褐飞虱主效基因qBph29(t)的分子标记及其应用
专利类型：发明专利
发明人：邱永福,李容柏,刘芳,杨萌,覃宝祥
申请号：CN201410503189.6
申请日：20140926
公开号：CN104342437A
公开日：
20150211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了水稻抗褐飞虱主效基因qBph29(t)的紧密连锁分子标记及其应用。

通过将水稻抗虫品系08BPH327(♂)与9311(♀)杂交获得的F各单株的基因型，同时结合F家系的抗褐飞虱的抗性级别进行遗传连锁分析，从抗虫品系08BPH327定位抗性主效基因qBph29(t)于分子标记
RM16720和YM54之间的120K区间，发现了与qBph29(t)紧密连锁的分子标记。

本发明分子标记可以有效检测抗虫品系08BPH327及其衍生品种中是否含有该主效抗性基因位点，大大提高抗褐飞虱水稻植株的选择效率，获得含有qBph29(t)的抗褐飞虱水稻品种。

申请人：广西大学
地址：530004 广西壮族自治区南宁市大学东路100号
国籍：CN
代理机构：北京中誉威圣知识产权代理有限公司
代理人：王正茂
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水稻抗褐飞虱基因的分子标记
K．K．Jena;邱敦莲
【期刊名称】《国外作物育种》
【年(卷),期】2004(023)001
【摘要】水稻是亚洲国家近一半人的主食，病虫害是其产量的主要限制因子。

褐
飞虱是水稻的六大虫害之一，其危害主要是吸食稻株汁液，因其直接摄食和传播草丛短缩病病毒及高低短缩病(rugged stunt)病毒对水稻造成巨大的危害。

寄主植株抗性是控制褐飞虱最有效的方法，因而抗虫性育种在水稻改良计划中占有重要地位。

【总页数】2页(P1-2)
【作者】K．K．Jena;邱敦莲
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】S511
【相关文献】
1.分子标记辅助聚合抗褐飞虱基因选育杂交水稻抗性品种初步研究 [J], 孙荣科;陈乔;李孝琼;陈英之;韦绍丽;阳海宁;张月雄;李容柏
2.水稻抗褐飞虱基因的分子标记定位研究 [J], 袁玲
3.水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的分子标记辅助选择 [J], 李进波;夏明元;戚华雄;何光存;万丙良;查中萍
4.分子标记辅助选择培育抗稻瘟病和抗褐飞虱多基因聚合的水稻恢复系 [J], 李进波;杜雪树;夏明元;万丙良;戚华雄
5.褐飞虱喂养试验显示表达GNA的转基因水稻纯系抗褐飞虱(英文) [J], 唐克轩;费炯;姚剑虹;孙小芬;万柄良;戚华雄;卢兴桂
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水稻抗褐飞虱基因Bph14和Bph15的分子标记辅助选择李进波1，夏明元1，戚华雄1，何光存2，万丙良1，查中萍1（1湖北省农业科学院粮食作物研究所，武汉430064；2武汉大学生命科学学院，武汉430072）摘要：【目的】褐飞虱是危害水稻的主要虫害之一，利用新的抗性基因和通过基因聚合培育抗性品种是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。

【方法】由药用野生稻衍生来的水稻品系B5对褐飞虱生物型1和2具有高度抗性，B5携带的抗性基因Bph14和Bph15分别被定位在第3和第4染色体上，本研究以B5为抗褐飞虱供体亲本，以优良杂交稻亲本9311和1826为受体亲本，通过复交和回交，分别利用与Bph14和Bph15紧密连锁的SSR标记MRG2329和MS5在分离群体中进行分子标记辅助选择，通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择，【结果】最终获得一系列目标基因纯合且农艺性状优良的稳定株系。

采用苗期群体鉴定技术，对其中的38份重点株系进行了抗虫鉴定，在26份Bph14单基因纯合株系中，除2份为中感外，92.31%的材料抗性水平在中抗以上，6份Bph15单基因纯合株系全为抗或高抗，聚合有Bph14和Bph15双基因的6份株系抗性都达到了高抗水平，抗性强于Bph14或Bph15单基因纯合株系。

【结论】研究表明在育种进程中利用与Bph14和Bph15紧密连锁的分子标记开展抗褐飞虱分子标记辅助育种是一种有效的途径。

关键词：水稻；分子标记辅助选择；褐飞虱Marker-Assisted Selection for Brown Planthopper (Nilaparvata lugens Stål) Resistance Genes Bph14 and Bph15 in RiceLI Jin-bo1, XIA Ming-yuan1, QI Hua-xiong1, HE Guang-cun2, WAN Bing-liang1, ZHA Zhong-ping1 (1Food Crops Research Institute, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064;2College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072)Abstract：【Objective】The brown planthopper (BPH) is an important insect pest of rice. One crucial measure for BPH control is to breed resistance cultivars through identification of new BPH resistance genes and pyramiding major resistance genes.【Method】B5 is a rice line derived from the wild rice Oryza officinalis and is highly resistant to the BPH biotypes 1 and 2. The dominant BPH resistance genes Bph14 and Bph15 have been identified in B5 and mapped on rice chromosome 3 and chromosome 4, respectively. In this study, we used B5 as a BPH resistance donor. The elite restorer lines 9311 and 1826 were used as recipients of the BPH resistance genes in B5. Screened SSR markers MRG2329 and MS5 were used to select BPH resistance genes in the segregating populations. 【Result】We performed molecular marker-assisted selection (MAS) at the seedling stage and agronomic trait selection at the adult plant stage. We obtained some introgression lines that carried BPH resistance genes and stable agronomic traits. The BPH resistance levels in 38 important lines were determined in the mass seedling screening test. Among 26 Bph14-single introgression lines, 23 lines were resistant or highly resistant, 1 line was moderately resistant, and 2 lines were moderately susceptible. All of the 6Bph15-single introgression lines showed resistance or high resistance. However, all the 6 Bph14/Bph15 pyramided lines were highly resistant to BPH.【Conclusion】The results indicated that 92.31% Bph14-single introgression lines had moderate resistance to the BPH insect, and the Bph14/Bph15 pyramided lines had higher resistance levels than the single-gene introgression lines. This survey also revealed that the two markers linked with Bph14 and Bph15 were effectively utilized in BPH-resistant breeding programs.Key words: Rice; Molecular marker-assisted selection (MAS); Brown planthopper (BPH)0 引言【本研究的重要意义】褐飞虱(Nilaparvata Lugens Stål，BPH)是一种以稻属为食的单食性昆虫，是亚洲水稻产区最严重的害虫之一。