水稻特特普持久抗稻瘟病机制的研究

•综述•综述 范学科等：水稻抗稻瘟病基因研究进展水稻抗稻瘟病基因研究进展范学科、张宝林2,郑爱泉1(1.杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100; 2贵州农业职业学院，贵阳551400)

Advances in Gene Research on Rice Blast Resistance FAN Xueke1，ZHANG Baolin2，ZHENG Aicjuan1摘要：水稻是世界上重要的粮食作物，然而由子嚢真菌 )引起的稻瘟病是影响稻米产量和品质 的主要病害，大面积应用化学防治不仅会增加生产成本，还容 易造成严重的环境污染。因此，鉴定抗稻瘟病资源，挖掘抗稻 痕病基因，并结合分子标记辅助选择（Markcr-AssistcdSclcc- tionMAS) 育种技术，将多个基因位点聚合到一个品种则是控 制和预防稻瘟病最为经济有效的途径。本文综述了稻瘟病发 病机制、致病因子、鉴定方法和抗病基因定位与克隆等方面的 研究进展，以期为水稻稻瘟病抗病资源筛查与新品种选育提供 理论借鉴。关键词：水稻；稻瘟病；分子标记辅助育种 IX1 编码：10. 6590/jcnki. 100-4 705.2018.05.04 5 中图分类号：S511 文献标志码：A

文章编号：1001-4705(2018)05-0045-05

水稻是重要的粮食作物之一，全世界三分之一以 上人口以稻米为主食。然而，近年来由子囊真菌 (Magwa〇r/e oyae)引起的稻瘟病常年发生，严重 影响稻米的品质和产量，给粮食生产造成了重大的经 济损失[1]。在我国，随着城市化进程的加速，耕地面积 的减少，病虫害防治难度的增加，对现阶段水稻育种工 作提出了更高的要求。稻瘟病属水稻全生育期病害，不同时期发病程度 不同。因此，在生产上按照稻瘟病发病时期和部位，一 般将稻瘟病分为苗瘟、穗瘟、叶枕瘟等类型，其中苗瘟 和穗瘟是影响水稻产量的主要类型[2]。稻瘟病菌变异 速度快，种类多且具有很强的环境适应能力。稻瘟病 的发生一般受环境温度和湿度的影响，在适宜的温度 条件下，阴雨连绵的天气稻瘟病菌最容易滋生并爆发， 严重时甚至导致绝收[3]。目前生产上主要通过培育抗 稻瘟病新品种和化学防治来抑制病菌繁殖和危害，但

第15卷第1期2008年1月 现代农业科学M ode rn A g ricu ltura l Sc i encesV o.l 15N o .1Jan .,2008文章编号:1005-4650(2008)01-0019-05水稻稻瘟病病菌研究进展任鄄胜1,2,3,肖陪村2,3,陈 勇2,3,黄 湘2,3,王玉平1,李仕贵1(1.四川农业大学水稻所,成都611130;2.内江农业科学研究所,四川内江641000;3.内江杂交水稻科技开发中心,四川内江641000)摘要:稻瘟病菌(Phy ricularia grisea (Cooke)Sacc .)是全球水稻产区最为流行、最具有破坏性的病原体,也是研究病原菌和寄主互作的主要模式病原菌。

世界各国科学家对稻瘟病菌全面系统地进行了研究。

就稻瘟病菌致病性分化、致病性和遗传宗谱的关系、稻瘟病菌功能基因和基因组的研究进行了归纳论述。

关键词:稻瘟病菌;致病性;生理小种;遗传宗谱;功能基因;基因组中图分类号:S511;S435.111.4+1 文献标识码:AThe R esearch Progress on R ice B l ast FungusREN J uan -sheng 1,2,3,X I AO P e-i cun 2,3,CHEN Y ong 2,3,HUANG X iang 2,3,W ANG Y u -pi ng 1,L I Sh-i gu i 1,(1.R ice Res earch Instit u te of S i chuan Agricultura lU n i vers it y ,C hendu 611130,Ch i na ;2.Agri cu lt u ral S ci ence Res earch Instit u t e of Neiji ang ,Neijiang ,S ichuan 641000,C hina ;3.N eiji ang hybri d iz ati on R ice Technol ogy D evelopm ent C enters ,Neiji ang ,S ichuan 641000,C hina)Abstrac t :M agnapor t he grisea i s the m ost ep i de m i c and destructi ve pa t hogen of r i ce w or l d w i de.And it is also the pr i ncipa lm ode l o rganis m for research on i nteracti on bet w een f unga l pathogen and host p l ants .Sc i entists a t ho m e and abroad have round l y done re -search i nto rice b l ast fungus .It is rev ie w ed and su mm ar i zed the research progress on v iru lence spec i a li za ti on o f rice blast f ungus ,viru -lence ,relationshi p bet w een pathogenicity and genetic li neage ,f unctional gene and the geno m e of t he r i ce blast fungus .K ey word s :M agnap orthe gr isea ;pathog en i c ity ;physio l og ic race ;genetic li neag e ;f unc ti ona l gene ;genom e 收稿日期:2007-12-18作者简介:任鄄胜,男,1978年生,山东鄄城人,助理研究员,在读博士生,研究方向:稻瘟病及其抗性遗传育种。

针对水稻稻瘟病防治技术的研究作者：任洋，张国民，马军韬，王永力，张丽艳，邓凌韦来源：《山西农经》 2017年第14期摘要：水稻是我国重要的粮食作物之一，其不仅具有较高的食用价值，同时经济价值也比较突出。

为了提高我国水稻产量及品质，本文将针对水稻稻瘟病的防治技术进行详细的研究。

关键词：水稻；稻瘟病；品种抗性；菌源；气候；栽培技术文章编号：1004-7026（2017）14-0054-01 中国图书分类号：S435.111 文献标志码：A(中国科学院北方粳稻分子育种联合研究中心，150086)1 水稻发生稻瘟病的原因首先，品种抗性因素。

水稻品种众多，因此每一种品种的水稻抗性也存在差异性，就算是相同的水稻品种，但是在不同的季节等也会产生不同的抗性。

品种抗性受到栽培时间、地区环境等的影响。

比如高抗性品种在栽植若干年后会丧失抗性，或者更换栽植地区后抗性就会降低。

其次，是菌源因素。

若水稻品种携带了大量的菌源，然后种子在种植时未接受专业的浸泡消毒或者没有销毁染病稻草，那么水稻就会被病菌感染，引发稻瘟病。

然后，是气候因素。

水稻的抗性与菌源繁殖息息相关，并对寄主抗性存在间接影响作用。

而阴雨潮湿、缺乏光照的天气就是细菌传播、水稻染病的危险期之一。

最后，是栽培技术的因素。

栽培技术直接影响水稻抗性与病菌的成长，而水稻病害的流传与水肥管理息息相关。

①肥料。

氮肥对稻瘟病的发病具有较大影响，如果氮肥使用过量或者过迟，容易引发植株徒长，每株之间透光以及通风差，为病菌的繁殖和侵染创造了条件；②灌溉。

在水稻灌溉的期间，要合理施撒氮肥，改善土壤透气能力，从而使水稻抗病力得到提升；③土壤。

在春季时，土壤中富含的有机物逐渐分解，并且释放氮素，导致稻株贪青徒长，降低其抗性。

2 水稻稻瘟病防治技术分析首先，提高防治意识。

各地区农业管理部门，要强化稻瘟病防治意识，要积极展开稻瘟病防治知识的宣传、普及教育工作，为农户传授防治技术及经验，通过开展培训班等方式，提高农户的防治意识，引起水稻种植户的高度重视。

稻瘟病防治研究及其抗性鉴定基地和服务五十年防治在危害水稻生产的各类病害中，以稻瘟病为首，该病害遍布世界80多个国家，一般造成减产10%~20%，严重时可达40%~50%，特别严重的田块甚至颗粒无收。

湖南是水稻犬省，控制稻瘟病危害对保证我省水稻优良品种的研究与推广有着重要意义。

我省稻瘟病防治工作起始于二十世纪50年代，1954年，湖南省农业试验总场植保系（省植保所前身）与原华中农科所植保系协作，在古丈县黑泥潭对稻瘟病进行了调查研究。

次年，总场植保系提出胡麻叶斑病、稻热病（即稻瘟病）的调查计划，并于1956年对稻热病单独列题进行研究。

此后，稻瘟病的防治研究一直是省植保所的重点课题，并随着研究的不断深入，其内容也不断增加，领域不断拓宽。

其中，20世纪50年代中期，侧重于药剂防治的研究，其中对汞制剂防治稻瘟病的有效浓度、施用剂型、施药适期以及雨天施药技术等进行了系统研究；20世纪60年代，主要开展了科学的水肥管理防治稻瘟病效果的研究，通过研究，探明了化肥和绿肥与稻瘟病发生流行的关系；1972年以来，与浙江省农科院植保所一道在全国测报与全国稻瘟病科研协作等会议上，率先提出以推广抗病丰产品种为中心的综合防治措施是防治稻瘟病的经济而有效的途径；此后至今，省植保所作为全国科研协作组抗病性研究单位，组织省内外有关协作单位，开展了抗病丰产品种及抗源鉴定筛选的研究，并进行了以抗病丰产品种为中心的综合防治试验示范。

1、持久抗瘟性与抗性育种在大田生产中，由于一些抗性品种的抗瘟性在3--0 a中逐渐消失，因此给稻瘟病的防治提出了新的挑战。

为解决这一国际难题，省植保所在国家自然科学基金的资助下，由彭绍裘研究员主持，于1990年开始了稻类持久抗瘟性基因的发掘与利用研究，首次全面系统地提出了以病区时空动态效应强度抗病信息流质量反应为核心的持久抗瘟性鉴定方法，揭示了持久抗瘟性应具有的4个特征，分析了稻类持久抗瘟性形成和衰变的原因。

水稻抗稻瘟病基因pigm的分子标记方法一、引言。

咱都知道水稻是超级重要的粮食作物，但是稻瘟病老是来捣乱，对水稻产量影响可大了。

不过呢，好在有抗稻瘟病基因，就像pigm这个基因，可厉害啦。

要是能找到它的分子标记方法，那就像是给水稻披上了一层能精准识别敌人的铠甲。

二、什么是分子标记。

分子标记就像是基因的小标签。

对于pigm基因来说，这个小标签能让我们轻松地在水稻的众多基因里把它找出来。

它是基于DNA的多态性产生的，比如说有的是通过DNA序列的长短不一样，有的是特定位置上的碱基不一样来区分的。

这就好比每个人都有自己独特的身份证号，基因也有它独特的“身份证号”，分子标记就是识别这个“身份证号”的方法。

三、水稻抗稻瘟病基因pigm的特点。

pigm这个基因很神奇，它能让水稻对稻瘟病有很强的抵抗力。

它可能在水稻的防御机制里起着非常关键的作用，也许是能产生一些特殊的蛋白质或者信号分子来抵抗病菌的入侵。

了解它的这些特点，对我们找到合适的分子标记方法很有帮助。

四、分子标记方法。

1. 基于PCR的分子标记。

- PCR大家可能在生物课上都听说过，就是聚合酶链式反应。

对于pigm基因，我们可以根据它已知的DNA序列设计特异性的引物。

这些引物就像小钩子一样，能够专门抓住pigm基因的特定片段。

然后通过PCR反应，让这个特定片段大量复制。

在这个过程中，我们可以通过一些特殊的检测方法，比如说电泳，来观察是否有我们想要的那个片段。

如果有，那就说明这个水稻样本里有pigm基因啦。

- 这里面还有很多小细节呢。

比如说引物的设计要非常精准，不能太长也不能太短，而且要保证它只和pigm基因的特定序列结合，不能和其他基因瞎结合。

而且PCR的反应条件也很重要，像温度、反应时间、各种试剂的浓度等，就像做菜一样，每种调料放多少、火候多大都得刚刚好，不然就做不出美味的菜，也就找不到正确的分子标记啦。

2. 基于基因芯片的分子标记。

- 基因芯片就像是一个超级微型的基因检测平台。

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2022, 48(5): 1119 1128 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12022OsSAMS1在水稻稻瘟病抗性中的功能研究杨德卫1,2,**王勋1,**郑星星1项信权1崔海涛1李生平1,*唐定中1,*1福建农林大学农学院 / 福建省作物设计育种重点实验室 / 福建农林大学植物免疫研究中心, 福建福州 350002; 2福建省农业科学院水稻研究所; 福建福州 350018摘要: 稻瘟病是水稻最重要的病害之一, 对农业生产造成巨大的经济损失。

研究表明, 水稻中S-腺苷-L-甲硫氨酸合成酶OsSAMS1参与了水稻衰老相关的进程, 我们实验室前期利用转录组测序分析发现, OsSAMS1基因的表达水平受稻瘟病菌诱导后明显提高。

然而, OsSAMS1是否参与水稻的免疫反应, 尚未明确。

基于此, 本研究选取野生型ZH11为背景材料, 通过构建OsSAMS1基因敲除突变体来探究该基因在水稻抗病中的功能。

结果表明, OsSAMS1主要在水稻叶片中表达; 且其表达明显受稻瘟病菌侵染所诱导。

亚细胞定位结果显示, OsSAMS1在细胞膜、细胞质和细胞核内均有表达。

通过接种稻瘟病菌发现, 与对照相比, 2个等位敲除突变体ossams1-1和ossams1-2均表现为更加感病,且体内病程相关基因的表达也明显更低, 同时突变体中乙烯合成相关基因的表达也受到明显抑制。

综上所述, Os-SAMS1参与了水稻的免疫反应, 且正调控水稻稻瘟病的抗性。

本研究为深入揭示OsSAMS1在稻瘟病免疫反应的分子机理奠定了基础, 并为稻瘟病抗病育种研究提供了基因资源。

关键词:水稻; 稻瘟病; OsSAMS1基因; 乙烯; 功能研究Functional studies of rice blast resistance related gene OsSAMS1YANG De-Wei1,2,**, WANG Xun1,*, ZHENG Xing-Xing1, XIANG Xin-Quan1, CUI Hai-Tao1,LI Sheng-Ping1,*, and TANG Ding-Zhong1,*1 College of Agriculture, Fujian Provincial Key Laboratory of Crop Breeding by Design, Plant Immunity Center, Fujian Agriculture and ForestryUniversity, Fuzhou 350002, Fujian, China; 2 Institute of Rice, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350018, Fujian, ChinaAbstract: Rice blast is one of the most devastating diseases in rice, which causes great economic losses to agricultural production.It has been reported that S-Adenosyl-l-Mmethionine Synthetase 1 (OsSAMS1) is involved in the process of senescence in rice.Transcriptome sequencing analysis showed that the relative expression level of OsSAMS1 was significantly increased after inocu-lation with Magnaporthe oryzae (M. oryzae). However, it remains unclear whether OsSAMS1 is involved in rice immunity. Toverify this, we constructed the knock-out mutants of OsSAMS1 in the wild type variety ZH11. The results showed that OsSAMS1was mainly expressed in rice leaves, and its expression was significantly induced by M. oryzae inoculation. Subcellular localiza-tion revealed that OsSAMS1 was distributed in the plasma membrane, cytoplasm, and nucleus. Compared to the wild type, thetwo knockout mutants, ossams1-1 and ossams1-2, displayed enhanced susceptibility upon M. oryzae infection, and the expressionof pathogenesis-related (PR) genes was significantly inhibited. In addition, ethylene synthesis-related genes were also dramati-cally decreased in both two mutants. These results suggested that OsSAMS1 was involved in rice immune response and positivelyregulated rice blast resistance, which lays a foundation for further revealing the molecular mechanism of OsSAMS1 in plant im-munity and provides genetic resources for rice breeding of blast resistance.Keywords: rice; rice blast disease; OsSAMS1; ethylene; function research本研究由福建省属公益类项目(2020R11010016-3), 福建省自然科学基金项目(2019J01424)和福建省科技重大专项专题(2020NZ08016)资助。

水稻抗稻瘟病QTL的初步定位及六个水稻品种间多
态性分析的开题报告
本研究旨在对水稻抗稻瘟病QTL进行初步定位，并分析六个水稻品
种间的多态性。

稻瘟病是水稻上常见的一种病害，对水稻产量和质量造
成了严重影响。

因此，研究水稻抗稻瘟病的遗传基础，对于优化水稻品
种的遗传改良具有重要意义。

本研究将采用分子标记辅助选择的方法，结合SSR和SNP两种分子标记，对六个不同抗病性水平的水稻品种进行遗传分析和多态性分析。

首先，通过对家系交叉后代的表型分析，筛选出带有抗稻瘟病表现的个体，提取其基因组DNA进行SSR和SNP标记的PCR扩增和测序。

然后，使用相关软件对得到的分子标记数据进行分析，寻找与抗病性相关的
QTL位点，在基因组上进行初步定位和分析。

同时，对六个水稻品种进行多态性分析，通过分析SSR和SNP标记的多态性水平，探究不同水稻品种的遗传多样性和遗传特征。

通过多态
性分析，可为日后的遗传改良工作提供重要的参考信息。

本研究将通过基础实验室技术和分析方法，对水稻抗稻瘟病QTL进
行初步定位和多态性分析，为后续的水稻遗传改良提供重要的理论和实
验基础。

一种克隆水稻抗稻瘟病基因的方法克隆水稻抗稻瘟病基因的方法引言：稻瘟病是水稻重要的病害之一，会严重影响水稻的产量和质量。

为了增加水稻抵抗稻瘟病的能力，科学家们致力于研究并克隆水稻抗稻瘟病基因。

本文将介绍一种常用的克隆水稻抗稻瘟病基因的方法。

一、建立基因文库：基因文库是研究基因功能和开展基因克隆的重要工具。

建立水稻基因文库是克隆水稻抗稻瘟病基因的第一步。

通常可以采用PCR扩增方法，从水稻抗稻瘟病品种中提取总RNA，并通过逆转录反应获得cDNA。

随后，将cDNA插入合适的载体中，如质粒或噬菌体。

接下来，将载体转化至适宜的宿主中，如大肠杆菌，形成基因文库。

二、筛选和克隆目标基因：在基因文库中，筛选出与水稻抗稻瘟病相关的基因。

常用的筛选方法包括蛋白质相互作用筛选、酵母二杂交筛选和免疫共沉淀等。

通过这些筛选方法，可以获得与抗稻瘟病相关的基因序列。

接下来，通过PCR扩增和测序等方法，得到目标基因的完整序列。

根据水稻基因组序列信息，可以进行生物信息学分析，包括寻找启动子、终止子、编码区、剪接位点和保守结构域等。

三、构建表达载体：为了进一步研究基因的功能，需要将目标基因构建到适合的表达载体中。

常用的载体包括质粒、病毒载体和植物转化载体等。

选择合适的载体后，将目标基因插入载体中，通过限制酶切和连接酶的作用，构建表达载体。

同时，引入启动子和选择标记基因等进行转录和筛选。

四、转基因水稻的制备：在得到表达载体后，可以采用农杆菌介导的转化方法将载体导入水稻胚培养基中。

通过组织培养和筛选，得到转基因水稻。

这些转基因水稻携带着抗稻瘟病基因，可以用作进一步的研究和应用。

五、基因功能验证：为了验证克隆的基因是否具有抗稻瘟病的功能，可以进行基因表达和功能分析。

基因表达分析可以采用RT-PCR和Northern blot等方法，分析基因在不同组织和胁迫条件下的表达模式。

功能分析可以采用转基因水稻的病原性检测，比较转基因水稻和野生型水稻在稻瘟病菌侵染后的表现。

水稻稻瘟病菌侵染机理及综合防治技术摘要介绍稻瘟病菌侵染机理，并提出综合防治技术，以为稻瘟病的防治提供参考。

关键词稻瘟病；侵染机理；综合防治技术稻瘟病是影响水稻生产最重要的三大病害之一，是由稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）引起的水稻真菌性病害，是制约水稻生产的重要因子，导致水稻减产或品质严重下降。

根据稻瘟病的危害期及发病部位的不同，可分为苗瘟、节瘟、叶瘟、穂颈瘟、谷粒瘟，其中，穂颈瘟对产量的影响最大，叶瘟是最典型的发病标志。

前期受害可造成叶片枯焦，全株黄化枯死，抽穗扬花以后则形成穗颈瘟，造成白穗或谷粒干瘪；其危害普遍、流行快、损失大，整个生育期均可发生，大流行年份常造成大面积减产，损失20%左右，甚至50%以上，严重时会导致颗粒无收。

我国稻瘟病年发生面积均在380万hm2以上，稻谷损失达数亿千克，成为制约水稻生产的一个重要因子[1]。

1 稻瘟病菌侵染机理病菌以菌丝及分生孢子在病株上越冬，温、湿度条件适宜时，大量分生孢子即可产生，当其接触寄主表皮上机动细胞后，通过芽孢及粘胶在寄主上附着，然后分生孢子利用自身的内源营养萌发形成发芽管，发芽管继而特异性分化产生有黑色素的附着胞。

附着胞作为稻瘟病菌产生的侵染结构，其通过侵染栓穿透寄主组织的角质层和表皮细胞壁，从而在寄主细胞中得以生长，5～7 d后即可表现症状。

被侵染的细胞又产生菌丝和分生孢子梗，分化出的分生孢子从病斑中释放出来，再次传播形成重复侵染。

稻瘟病在气温24～28 ℃、相对湿度90%以上、阴雨连绵阳光不足的情况下最易发病。

稻瘟病菌附着孢的形成除受遗传因子调控外，还受外界因素的诱导。

附着胞形成与水稻叶片表面的理化性质有一定关系，如蜡质等硬物可刺激附着胞形成。

稻瘟病菌的单个分生孢子可以培养出多个生理小种，单个病斑分离出的菌株的致病性也不尽相同。

突变、异核现象、准性重组、有性重组、迁移和寄主的定向选择是稻瘟病菌产生变异的原因。

2 综合防治技术2.1 抗病品种选育品种间对稻瘟病的抗性有明显差异，张其蓉等对长江中下游稻区1 165份水稻区域试验品种进行了田间病圃自然诱发抗稻瘟病鉴定，结果表明水稻品种对稻瘟病表现抗病的占12.53%，感病的占87.47%，抗病品种比例明显小于感病品种。

利用转基因技术改良水稻的稻瘟病抗性的开题报告
一、选题背景
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，但它们容易被稻瘟病侵袭。

稻瘟病是由水稻瘟
疫菌引起的一种病害，这种病害会直接影响水稻的产量和品质。

为了解决这个问题，
利用转基因技术改良水稻的稻瘟病抗性成为了一个研究热点。

二、研究目的
本研究的目的是利用转基因技术改良水稻的稻瘟病抗性。

通过在水稻种子中引入特定
基因，我们希望提高水稻对稻瘟病的抗性，从而减少这种病害的影响。

我们还将评估
这种转基因水稻的效果，并研究它的潜在潜在风险。

三、研究内容和方法
1. 基因筛选：利用人工合成技术，筛选与水稻免疫相关的基因。

挑选出合适的基因后，我们将它们插入到适合的载体中。

2. 转基因水稻的制备：利用基因枪或农杆菌介导的转化技术，将筛选出的基因转化到
水稻种子中。

3. 鉴定转化后的水稻：通过PCR和南方杂交等技术对转基因水稻进行鉴定。

4. 测定稻瘟菌的感染率：通过接种稻瘟菌来测试与转化前的水稻相比，转化后的水稻
抗稻瘟病的能力。

五、预期成果和意义
预期成果是成功制备出抗稻瘟病的转基因水稻，并且能够在一定程度上降低稻瘟病的
感染率。

这种研究将提高我们对稻瘟病抗性机制的理解，为改良水稻品种提供新的途径，有助于保障粮食安全。