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水稻稻曲病抗性遗传分析及普遍率与严重度的关系研究

水稻稻曲病抗性遗传分析及普遍率与严重度的关系研究

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作者：钱可峰四川农业大学

学位级别：硕士

稻曲病是由Ustilaginoidea virens (Cooke) Tak引起的一种世界性的水稻穗部真菌病害,目前我国几乎所有稻区都有发生报道,且近年来日益严重,已经由水稻次要病害上升为主要病害。以往对稻曲病的研究多限于病原菌生物学特性,病害田间观察... 详细信息

稻曲病是由Ustilaginoidea virens (Cooke) Tak引起的一种世界性的水稻穗部真菌病害,目前我国几乎所有稻区都有发生报道,且近年来日益严重,已经由水稻次要病害上升为主要病害。以往对稻曲病的研究多限于病原菌生物学特性,病害田间观察、发生原因、防治对策等方面,而病原菌遗传多样性、侵染过程、致病性分化、寄主抗性评价标准等观点尚未统一,对稻曲病抗性遗传研究至今仍鲜见报道,这在很大程度上制约了抗病育种工作的开展。分析水稻对稻曲病的抗性遗传规律、鉴定抗性基因、创造抗源,是提高水稻品种抗病能力的有效途径。探索稻曲病普遍率与严重度之间的I-S关系,以利用普遍率间接估计严重度,方便易行,为病害监测、综合防治提供重要依据。本试验分离了12个稻曲病菌单孢菌株;选用13个抗病亲本(MR183-2、IR99-37、 DOMSIA-2、泸香90-2、HR04-28、94-69,梅州533、90-168;92-548,CHETUMALA-86、 MR183-1、双抗7704、IR28153)与感病亲本蒲抗-6杂交,分别配置正反交一代(Fl、Fl,)、正反交二代(F2、F2r),在自然和接种条件下,对其抗病性遗传的显隐性和核质性、抗病基因数目和分离规律进行了分析;利用2008-2011年在雅安市草坝镇调查得到的所有水稻材料共6283组普遍率(Ⅰ)与严重度(S)数据,建立并比较了各年I-S模型,对其中2008-2010年四川省主栽品种13类不育系组合的I-S模型进行了比较。主要结果如下： 1)人工注射接种不同浓度单孢菌株的病情比较：对蒲抗-6病情程度为80-100>50～60>150～200单孢/视野(10×10倍光学显微镜下)。单孢菌株的致病力为UV-1≈UV-3>UV-4>CK。 2)稻曲病菌株间致病力存在差异：对蒲抗-6接种的病情指数：UV-1>UV-3> UV-4>UV-10>CK>UV-hy>UV-6>UV-9=0;对冈优725接种的病情指数：UV-3>UV-10>UV-9>UV-4>UV-1>CK>UV-6>UV-hy;接种UV-3最高61个病粒。采自同一地方的稻曲病菌在不同品种间存在致病力差异;总体来讲,采自草坝的UV-1、UV-3、UV-4、UV-12致病力较强,而UV-2、UV-5致病力很弱;采自汉源县的UV-10致病力较强,而UV-8、UV-9致病力较弱;采自郫县的UV-11致病力较强。 3)水稻对稻曲病的抗性遗传性质：自然条件下,92-548对稻曲病的抗性表现为细胞核显性遗传,泸香90-2对稻曲病的抗性属于细胞质遗传,其显隐性尚不清楚,MR183-2等11份抗源材料的抗性为细胞核隐性遗传。接种单孢菌株条件下,CHET UMALA-86、MR183-2、DOMSIA-2对UV-1菌株的抗性为隐性遗传;MR183-2对UV-4菌株的抗性为细胞核显性遗传,94-69、92-548对UV-4菌株的抗性为显性遗传。 4)稻曲病抗性遗传分析结果：自然条件下,9个组合的质量性状遗传分析和四世代数量性状联合分析结果一致：MR183-2/蒲抗-6、蒲抗-6/IR99-37、蒲抗-6/梅州533、梅州533/蒲抗-6、HR04-28/蒲抗-6、94-69/蒲抗-6、90-168/蒲抗-6这6个组合对稻曲病的抗性均受2对基因控制,IR99-37/蒲抗-6、DOMSIA-2/蒲抗-6的抗性受1对基因控制;接种条件下,蒲抗-6/IR99-37、蒲抗-6/DOMSIA-2、蒲抗-6/泸香90-2、HR04-28/蒲抗-6、94-69/蒲抗-6对UV-1、UV-4数量性状分析结果与以单穗最高病粒数≤2粒为抗病(R),>2粒为感病(S)作为各株抗感划分标准时的质量性状遗传分析结果一致,其中蒲抗-6/沪香90-2对UV-1的抗性受1对主基因控制,其他几个组合对UV-1、UV-4的抗性均受2对控制。故质量性状遗传分析时,初步拟定以2个病粒作为划分水稻对稻曲病的抗感标准。相同组合自然和接种条件下的数量性状遗传分析结果较为一致,而质量性状遗传分析结果不同,且本试验调查得到的绝大多数世代单株总病粒数呈连续分布,故初步推测稻曲病的抗性可能属于数量遗传。 5)通过对2008-2011四年的I-S模型分析表明,I-S二次曲线各回归项在年度间没有差异,可以将4年的I-S模型合并为一个共同I-S模型。广义线性模型为S=0.0076+0.3256I+0.0035I2;多水平统计模型为S=-0.0265+0.3602I+0.0027I2。2008-2010年13类不育系组合I-S模型的各个回归项在年度间和不育系间无差异,可合并为-个共同I-S模型。广义线性模型为：S=0.0357+0.3274I+0.0037I2;两水平模型为(不育系,调查个体)：S=0.0071+0

关键词：稻曲病致病力分化抗性遗传分析普遍率与严重度多水平统计模型

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