籼稻抗稻瘟病基因

水稻稻瘟病抗性基因座Piz和Pik的探秘之旅作者：***来源：《福建农业科技》2022年第05期摘要：由稻瘟病菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是我国乃至世界水稻生产上的重要病害。

目前生产上主要有栽培管理、化学药剂和选用抗病品种等防治方法，其中利用抗病基因培育抗病品种已被证实为最经济有效和环境友好的选择。

回顾了本课题组在过去10多年利用分子生物学和多组学等研究技术，在抗性基因筛选、鉴定和应用以及抗病机制解析方面的工作。

另外，还综述了近年来关于水稻抗性基因和稻瘟病菌无毒基因方面的研究进展，以及与抗病基因Piz-t相关的物质和代谢途径，如五羟色胺和色氨酸途径等。

这些信息有望为水稻分子设计抗病育种提供参考。

关键词：稻瘟病;抗性基因;Piz基因座;Pik基因座;标记辅助育种;五羟色胺中图分类号：S 511文献标志码：A文章编号：0253-2301（2022）05-0001-11DOI： 10.13651/ki.fjnykj.2022.05.001Exploration of the Rice Blast Resistance Gene Loci Piz and Pik in RiceTIAN Da-gang（Biotechnology Research Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou，Fujian 350003， China）Abstract： The rice blast， caused by Magnaporthe oryzae， is a main disease on rice production in China and even in the world. At present， the control methods including the cultivation management， chemical agents and the selection of disease-resistant varieties were mainly used in production to prevent and control the rice blast. Among them， the breeding of the disease-resistant varieties with disease-resistant genes has been proved to be the most economical effective and environmentally friendly choice. In this paper， the research work of our team in the screening，identification and application of resistance genes and the analysis of resistance mechanisms by using the techniques such as molecular biology and multi-omics analysis in the past 10 years were reviewed. In addition， the research progress of rice resistance genes and the avirulence genes of Magnaporthe oryzae in recent years were summarized， as well as the substances and metabolic pathways related to the resistance gene Piz-t， such as 5-hydroxytryptamineand tryptophan pathway. These information would be expected to provide reference for the molecular design of the disease-resistant breading in rice.Key words： Rice blast; Resistance genes; Piz locus; Pik locus; Marker-assisted breeding; 5-hydroxytryptamine由稻瘟病菌引起的水稻稻瘟病是水稻生产上最具破坏性的病害之一。

水稻抗病机制中的基因功能研究水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用。

然而，与各种病原微生物的竞争给水稻生产带来了严重的挑战。

由此产生的病害问题导致了严重的粮食损失，给农民带来了严重的经济损失，在全球粮食生产中也是一个不容忽视的因素。

因此，研究水稻的抗病机制，特别是基因功能研究，对于解决这个挑战至关重要。

此外，如何提高水稻的免疫力也是一个重要的命题。

目前，我们已经发现了一些参与水稻抗病和免疫相关的基因。

通过研究这些基因的功能和作用机制，我们可以更好地了解水稻的免疫机制，为提高水稻的病害抗性和优化水稻品种提供有力的科学依据。

水稻的基因功能研究针对水稻的基因功能研究是水稻基因组研究的重要组成部分。

通过研究水稻中不同基因的功能，我们可以更好地了解基因的作用和调控机制，揭示抗病免疫的相关性，为研发基于基因编辑技术的优化品种提供理论支持。

研究显示，水稻中有一些关键基因参与到免疫的防御机制中。

例如Ca2+和NADPH氧化酶(NOX)通路，在水稻面对抗病和免疫挑战时发挥了重要的作用。

研究人员通过基因编辑和测序技术，确定了这些基因的作用机制和表达规律。

此外，水稻中Xa21基因也是抗病性的关键基因。

该基因编码膜结合蛋白，参与到水稻的抗细菌病免疫中。

研究表明，Xa21基因可以激活水稻的免疫系统，并保护水稻免受细菌病害的侵害。

基于Xa21基因，研究人员通过基因编辑技术，研发了高度抗病的水稻品种，使得水稻产量显著提高。

水稻免疫机制研究水稻作为一种重要的粮食作物，在不断地与各种病原微生物进行斗争，从而产生了一系列的免疫机制。

因此，研究水稻的免疫机制也至关重要。

水稻免疫机制包括类型Ⅰ和类型Ⅱ免疫反应。

类型Ⅰ免疫反应是通过基因表达调控，活化急性免疫反应，从而产生抗原特异性T细胞，从而识别和杀死入侵微生物。

类型Ⅱ免疫反应是通过免疫细胞的功能活化，促进针对外来微生物产生的抗体生产，从而消灭病原体。

湖南农业大学学报(自然科学版)2023，49(5)：503–508．DOI：10.13331/ki.jhau.2023.05.001Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式：车凡昊，黄俊，邹玉莹，邓吉奇，周庚，姚威，黄浩，黄希来，易晓璇，谌强，李家鑫，刘金灵，刘雄伦．Pi9基因标记辅助选择改良水稻不育系金23A稻瘟病抗性[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2023，49(5)：503–508．CHE F H，HUANG J，ZOU Y Y，DENG J Q，ZHOU G，YAO W，HUANG H，HUANG X L，YI X X，CHENQ，LI J X，LIU J L，LIU X L．Improving blast resistance of rice CMS line Jin23A using marker-assisted selectionof the Pi9 gene[J]．Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)，2023，49(5)：503–508．投稿网址：Pi9基因标记辅助选择改良水稻不育系金23A稻瘟病抗性车凡昊1，黄俊1，邹玉莹1，邓吉奇1，周庚1，姚威1，黄浩1，黄希来1，易晓璇1，谌强1，李家鑫1，刘金灵1,2,3，刘雄伦1,2,3*(1.湖南农业大学农学院，湖南长沙410128；2.作物基因工程湖南省重点实验室，湖南长沙410128；3.水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室，湖南长沙410128)摘要：以携带广谱持久的抗稻瘟病基因Pi9的籼稻品系75–1–127为供体亲本，以保持系金23B及其不育系金23A为受体亲本，采用Pi9基因共显性标记CoInDF1R2进行MAS回交育种，以改良三系不育系金23A及其保持系金23B的稻瘟病抗性；用25份稻瘟菌代表性菌株进行室内苗瘟接种，观察苗瘟抗性表现。

稻瘟病在水稻中的遗传规律及稻种选育水稻是世界上最重要的粮食作物之一，而稻瘟病则是水稻生产中比较常见的病害之一。

稻瘟病不仅能导致大量的产量损失，而且能影响水稻的品质，因此对于稻种选育来说，稻瘟病是一个非常重要的研究对象。

在本文中，我们将探讨稻瘟病在水稻中的遗传规律及其在稻种选育中的应用。

一、稻瘟病的遗传规律稻瘟病是由稻瘟病菌引起的一种病害。

稻瘟病菌侵染水稻时，会在水稻叶片上形成一些小斑点，这些小斑点会逐渐扩大，直到整个叶片变黄萎蔫。

稻瘟病的发生和发展与水稻的抗病性有关，而水稻的抗病性则与其基因组中的一些特定基因有关。

在水稻中，对稻瘟病的抗性有两种遗传方式：单基因遗传和多基因遗传。

单基因遗传的抗性又称为主效遗传，是由单个支配基因所控制的，具有绝对优势。

而多基因遗传的抗性则是由多个影响基因共同作用而实现的，具有相对优势。

目前，在水稻中已经鉴定出多个对稻瘟病具有抗性的基因，包括 Pi-1、Pi-2、Pi-3、Pi-4、Piz、Pik、Pia、Pib等等。

其中，Pi-1、Pi-2、Pi-3和Pik等基因是单基因遗传的抗性基因，而Pib和Piz等基因则是多基因遗传的抗性基因。

二、稻种选育中稻瘟病的应用稻瘟病是影响水稻产量和品质的重要因素之一，因此在稻种选育中，对于稻瘟病的抗性具有很高的要求。

在实际的育种过程中，可以通过人工杂交和分子标记辅助选育等方法来实现对稻瘟病抗性的筛选与选育。

人工杂交是目前常用的一种选择稻瘟病抗性的育种方法。

在进行人工杂交过程中，可以根据家系间的抗病性状来选择亲本，以获得对稻瘟病具有高度抗性的后代。

此外，还可以从广泛的家系中选取低抗性的品种，与高抗性品种进行杂交，以增强新品种的稻瘟病抗性。

除了传统的人工杂交方法外，分子标记辅助选育也是一个快速、准确选择抗病品种的方法。

利用分子标记技术，可以实现对抗病基因的鉴定和筛选，从而获得具有稻瘟病抗性的新品种。

此外，分子标记还可以用来鉴定和筛选其他重要性状，如植株高度、耐旱性等等。

籼稻骨干亲本稻瘟病抗性基因Pi-b的检测王业文;王保军;冯志峰;王俊义;周凯;张星;李小刚;闫理峰;陈耀楠【摘要】检测籼稻骨干亲本的稻瘟病抗性基因Pi-b,以期为抗病育种提供适合的亲本.以92份骨干亲本为材料,采用功能基因分子标记检测92份骨干亲本的Pi-b基因.结果表明,92份供试材料中,19份携带Pi-b基因,占供试材料20.65％.Pi-b基因在恢复系和不育系中的分布存在差异,81份恢复系中有19份携带该基因,占23.46％,11份不育系中没有检测到Pi-b基因,恢复系携带Pi-b基因比例远高于不育系.Pi-b基因在各稻区的材料都有分布,来自福建三明市、四川省、陕西省和湖南岳阳市农业科学研究所的材料分别有1份、9份、7份和1份携带Pi-b基因.【期刊名称】《西北农业学报》【年(卷),期】2015(024)003【总页数】7页(P61-67)【关键词】水稻;骨干亲本;Pi-b基因【作者】王业文;王保军;冯志峰;王俊义;周凯;张星;李小刚;闫理峰;陈耀楠【作者单位】陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000;陕西省水稻研究所,陕西汉中723000【正文语种】中文【中图分类】S511.034稻瘟病是由子囊菌引起广泛发生在世界各稻区的重要病害之一,中国的稻瘟病危害也相当严重[1]。

生产上急需高产高抗稻瘟病品种。

因此抗病育种将是水稻育种的一个重要的方向。

要开展抗病育种，抗病资源鉴定筛选是育种的第一步。

水稻传统抗病育种方法很难从资源中鉴定稻瘟病抗性基因和聚合稻瘟病抗性基因。

分子标记的出现拓宽了抗病育种的方法和途径, 为不同抗病基因的累加和多抗品种的选育提供了新手段[2]，因此，开展分子标记鉴定稻瘟病抗性基因具有重要意义。

水稻抗稻瘟病 Pigm（t）基因的分子标记辅助选择与利用王飞;王立广;潘梅瑶;钮中一;周勇;梁国华【摘要】This study was aimed to improve the resistance of Wuyunjing 29196.Blast resistant gene Pigm(t) showed a broad spectrum of strong resistance.Wuyunjing 29196 is an excellent conventional Japonicarice,which has good yielding but sensitive to rice blast.This study was aimed to improve the resistance of Wuyunjing 29196 to blast by MAS and anther culture.GM4,a variety carrying a resistant gene Pigm(t),was used as the donor parent. Two closely linked InDel markers,S95477 andS29742,were employed to select the Pigm(t) gene in each genera-tion.Finally,185 DH (Double haploid) lines were developed from the anthers of BC2 F1 plants.Among them,82 im-proved lines with homozygous Pigm(t) were selected.Multiple agronomic traits including grain yield and resistance to rice blast and the rice quality were characterized.Two fine lines,DH036 and DH158 screened out,finally which had increased resistance level and enhanced yield production.More importantly,they had similar plant architecture and othertraits.Simultaneously had high resistance to rice blast and quality.The combination of anther culture and marker-assisted selection successfully improved the resistance to rice blast,in a short breeding period.The improved Wuyunjing 29196 with high blast resistance level provided important genetic resources in breeding.%旨在快速改良武运粳29196的稻瘟病抗性。