[00123790]广谱抗稻瘟病基因鉴定克隆及在杂交稻遗传改良中的应用

本项目成果“广谱抗稻瘟病基因鉴定克隆及在杂交稻遗传改良中的应用”来源于广东省省级科技计划产学研合作项目（2016B090918116）。课题背景：稻瘟病是水稻生产中最具毁灭性的重大病害,近年来在华南发生有日益趋重态势。目前广东水稻品种（组合）抗源同质化严重,病原菌变异致使抗病品种相继感病、造成水稻生产损失严重。目前已鉴定的抗稻瘟病病基因数量已达80多个,然而这些抗病基因大多抗谱窄、直接应用于抗病育种的成效不大。在抗瘟基因中,只有Pi1、Pi2、Pi9、Pi50、Pita3具有广谱抗性。Pi50和Pita3是本项目组鉴定的新广谱抗病基因。目前我国杂交稻选育的新抗病品种,多数含有抗瘟基因是Pi1和Pi2基因,近年来这些组合的抗性在生产应用中相继衰退甚至丧失。因此,急需引进或鉴定出新抗病基因,选育出新型抗病品种。 研究目的与意义：稻瘟病是水稻生产中最具毁灭性的重大病害,近年来在华南发生有日益趋重态势。目前广东水稻品种（组合）抗源同质化严重,病原菌变异致使抗病品种相继感病,造成水稻生产损失严重。稻瘟病小种的多样性及复杂性直接影响水稻品种的抗性水平及其稳定性,广谱抗病基因的鉴定克隆及其应用对提高我省水稻品种的抗病水平、控制病害的流行爆发以及保证粮食生产安全均有着重要意义。本研究拟从国内外稻种资源中,鉴定克隆水稻广谱抗瘟基因;并发展分子辅助选择技术;利用新抗病基因及相关技术,选育广谱抗稻瘟病杂交稻恢复系和不育系、创制新型抗病杂交稻组合;研发相关新组合的产业化技术并在生产上推广应用。实现广东杂交稻亲本的抗源更新及其组合的升级换代,提升本地种业企业的竞争力及其品种的市场占有率。解决近年来广东水稻品种（组合）抗病性日趋衰退的问题、保障粮食生产安全。 主要论点与论据：本项目开展了四个方面的研究：1)抗稻瘟病资源筛选及广谱抗病基因的鉴定与克隆;2)抗稻瘟病杂交稻恢复系、不育系及其组合选育;3)广谱抗稻瘟病杂交稻组合的产业化技术研发;4)水稻中CC型谷氧还原酶成员OsGRXC7基因的克隆及其功能研究。完成了1659份水稻资源抗稻瘟病筛选,鉴定出Pi-50、Pi-hz（t）以及Pi2等稻瘟病广谱抗性基因,成功克隆了Pi-50基因。利用鉴定的广谱抗病基因选育出粤恢9802和粤恢9822等恢复系被应用杂交稻配组,在生产上推广应用,实现广东杂交稻组合抗性基因型的更新升级。项目申请发明专利1件,授权1件;发表论文6篇（其中SCI论文1篇）;创制了抗稻瘟病新品种（系）10个,其中获植物新品种权恢复系2个,鉴定不育系2个,审定新组合6个;制定稻瘟病抗性评价标准1项;建立了抗性基因分子选择技术1项,广东抗稻瘟病杂交稻品种基因型布局模式1项。 创见与创新：本项目技术路线设计合理科学,技术先进,具有创新性,具体创新点如下：1)抗病基因新颖性。拟鉴定克隆的抗病基因是近年来国内外首次报道、并被同行认可的新抗病基因（均已发表在SCI期刊上）。Pi50和Pi-hz（t）基因对华南稻瘟病菌具有广谱抗性,初步分析表明：该基因与报道的抗病基因在小种专化性以及DNA序列上存在差异。 2)抗病品种选育的新颖性。目前广东审定的杂交组合（包括不育系、恢复系）均不含有本项目使用的基因,新抗病组合的选育,可使我省杂交稻组合在抗病性上实现更新换代,保障我省品种组合抗病性的有效性及持效性。 社会经济效益,存在的问题：指项目所产生的社会效益和经济效益如下： 1)项目取得的社会效益：利用广谱抗性基因选育出抗性好、性状优良的恢复系、不育系以及杂交稻组合,其中粤恢9802和粤恢9822恢复系被应用杂交稻配组,相关组合在生产上推广应用,2016~2018年累计种植面积265.05万亩,研发相关新组合的产业化技术并在生产上推广应用,实现广东杂交稻亲本的抗源更新及其组合的升级。本项目制定的抗性评价标准、研发的抗病品种布局模式等产业化相关技术,对保障广东水稻生产安全将起到积极的作用。 2)项目取得的经济效益：培育的抗病品种在水稻生产上发挥减灾增收效益。稻瘟病造成的水稻产量损失一般损失10～30％。按挽回亩损失稻谷50公斤、稻谷价2.8元/公斤为标准,每亩挽回损失折合人民币140元;另种植抗病品种,按每亩节省农药成本20元、人工费12元,合计节约防治费32元/亩。两项合计节支增收合计172元/亩。根据广东省农业厅统计数据,以“粤恢9802、粤恢9822”配组的永丰优9802等12个抗病杂交组合 2016 - 2018年累计种植面积265.05万亩,节支增收4.56亿元。同时可减少农药排放40万公斤/年,保护环境,收到较好的社会经济效益。