不同遺傳背景秈稻白葉枯病抗性基因Xa21、Xa23品系的抗性評(píng)價(jià)

于江輝 劉廷昌 翁綠水 李錦江 鄧力華

摘 ?要：以含有水稻白葉枯病抗性基因Xa21和Xa23的材料為供體，以課題組選育不含Xa21或Xa23基因的材料為受體，通過雜交、復(fù)交等方法，并采用分子標(biāo)記輔助選擇（molecular marker-assisted selection，MAS）世代選擇，將含有Xa21和Xa23基因的材料、含與不含Xa21或Xa23基因的姊妹系接種7種廣泛使用的白葉枯病菌種生理小種，分析了這些材料白葉枯病的抗性。研究表明含有抗性基因Xa21的水稻材料抗性累計(jì)（HR、R、MR）所占比例依次為菌株HNA1-4、PXO86（84.62%）>YN24（82.14%）>GD1358（73.08）>PXO99（67.86%）>GDA2（63.33%）>FuJ（6.67%），表明含Xa21基因材料對(duì)菌株FuJ所誘發(fā)的白葉枯病基本無抗病能力，但對(duì)于其他菌株，仍有36.67%～15.38%的材料易感病;含Xa23基因的材料在所有誘發(fā)菌株中抗性累計(jì)（HR、R、MR）均在76%以上，仍有23.02%～15.52%的材料對(duì)7種誘發(fā)菌株沒有抗性。通過對(duì)菌斑長(zhǎng)度變異系數(shù)大小的分析，表明含有Xa21或Xa23基因的材料對(duì)不同菌株抗病能力或?qū)ν痪甑目共∧芰Σ煌牧嫌休^大的變化。通過對(duì)誘發(fā)白葉枯病菌株間菌斑長(zhǎng)度的相關(guān)性分析，表明含有Xa21的材料菌株GDA2或HNA1-4與對(duì)應(yīng)的其他6菌株之間達(dá)到了顯著或極顯著正相關(guān)，含有Xa23基因的材料菌株YN24、GD1358、PXO86與對(duì)應(yīng)的其他6種菌株間呈極顯著正相關(guān)，含此2類基因材料抗性鑒定選取對(duì)應(yīng)菌系可以提高選育效率。通過對(duì)姊妹系的分析表明，Xa21或Xa23基因的白葉枯病抗性與選育材料的背景有關(guān)。相關(guān)性分析表明，Xa21基因的材料抗性與親本材料呈極顯著正相關(guān)（R=0.5725**），Xa23基因材料抗性與親本材料呈顯著正相關(guān)（R=0.2212*）。

關(guān)鍵詞：水稻;白葉枯病;抗性分析;抗性基因

中圖分類號(hào)：S184 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The rice varieties of bacterial leaf blight resistance genes Xa21 or Xa23 were used as the donors， and the va-rieties without the genes as the receptor. By back crossing， composite crossing and other methods， combined with ?molecular marker-assisted selection （MAS）， the varieties of Xa21 or Xa23， sister lines with or without Xa21 or Xa23 gene were inoculated with 7 widely used bacterial leaf blight pathogens， and the resistance of the varieties to the bac-terial leaf blight was analyzed. The cumulative proportion of resistance （HR， R， MR） of the Xa21varieties was HNA1-4/PXO86 （84.62%）>YN24 （82.14%）>GD1358 （73.08）>PXO99 （67.86%）>GDA2 （63.33%）>FuJ （6.67%）， and the varieties of Xa21 gene had no resistance to the bacterial leaf blight induced by FuJ， but for other pathogens， there were still 36.67%～15.38% of the varieties susceptible to diseases. The cumulative resistance （HR， R， MR） of the varieties of the Xa23 was over 76%， but there were still 23.02%～15.52% of the varieties that had no resistance to the 7 pathogens. Lesion length analysis， showed that the varieties of the Xa21 or Xa23 were resistant to different pathogen or the same pathogen. Different varieties had much variance. Lesion length analysis of of the7 bacterial leaf blight pathogens among the varieties of Xa21and Xa23 showed significant or extremely significant difference to GDA2 or HNA1-4 and other pathogens， and there was a extremely significant difference of YN24， GD1358 or PXO86 and other pathogens. The sister lines showed that bacterial leaf blight resistance of Xa21 or Xa23 was related to the donor of the varieties. Correlation of the varieties of Xa21 and parents showed extremely significant difference （R=0.5725**）， and there was a significant difference correlations of the varieties of Xa23 and parents （R=0.2212*）.

Keywords： rice; bacterial leaf blight; resistance analysis; resistance gene

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.008

白葉枯病是一種全球性的細(xì)菌病害，與稻瘟病、紋枯病被稱為水稻的“三大病害”，其發(fā)生范圍廣、流行速度快、危害大、突變性高，導(dǎo)致水稻生產(chǎn)造成了巨大的損失，受害田塊一般減產(chǎn)10%～20%，重者減產(chǎn)50%以上，甚至絕收[1-4]。使用化學(xué)農(nóng)藥或種植抗病品種能有效控制白葉枯病的發(fā)生。研究表明水稻白葉枯病是由稻黃單胞菌致病變種引起的，是一種維管束疾病，即水稻維管感染此病菌產(chǎn)生灰白色的病變，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外部空間，導(dǎo)致水稻白葉枯病菌在維管束中大量繁殖，從而堵塞維管的養(yǎng)分運(yùn)輸，同時(shí)，高水平的蔗糖釋放會(huì)干擾到細(xì)胞膜的功能，擾亂糖代謝信號(hào)途徑，使用農(nóng)藥并不能直接接觸病灶，致使農(nóng)藥效果不佳，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且破壞生態(tài)平衡、增加種植成本。利用抗病基因培育抗病品種對(duì)防治水稻白葉枯病最為經(jīng)濟(jì)有效，同時(shí)可以減少污染環(huán)境[5-6]。迄今為止，已有44個(gè)抗白葉枯病基因（顯性基因27個(gè)，隱性基因17個(gè)）被研究報(bào)道[7-8]，其中Xa1、Xa3/Xa26、xa5、Xa10、xa13、Xa21、Xa23、xa25和Xa27等9個(gè)基因已被克隆，為培育抗病品種提供了極好的遺傳資源[5， 9]。在雜交稻抗病改良上應(yīng)用比較多的基因有Xa4、Xa21、Xa23[10]。研究發(fā)現(xiàn)來源于長(zhǎng)藥野生稻（Oryza longistaminata）的Xa21和來源于普通野生稻（O. rufipogon）的Xa23廣譜高抗顯性基因在實(shí)際育種中利用更廣泛[11-12]。利用常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔助選擇（molecular marker-assisted selection，MAS）的方法，將白葉枯病抗性基因Xa21和Xa23導(dǎo)入具有高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)但抗病能力弱的恢復(fù)系或不育系中，配制出高抗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)組合，已成為近年來抗病育種的重要且有效途徑[13-22]。

湖南省自2007年開始水稻的白葉枯病抗性鑒定以來，審定品種的抗性評(píng)價(jià)基本保持中抗水平，但2018年審定品種的平均白葉枯病抗性評(píng)價(jià)等級(jí)為中感（5.6級(jí)），白葉枯病抗性育種水平有所下降[23]。筆者根據(jù)湖南省近2年來水稻區(qū)試或?qū)彾ㄇ闆r統(tǒng)計(jì)，2019年參加湖南省區(qū)試的120個(gè)水稻組合（品種）中，白葉枯病抗病組合（3.0級(jí)）僅有1個(gè)，34個(gè)組合抗性為7.0級(jí)（感），3個(gè)組合抗性為9.0級(jí)（高感），感和高感組合占到30.8%，其余均為5.0級(jí)（中感）;2020年參加湖南省區(qū)試的136個(gè)水稻品種中，白葉枯病抗性在7級(jí)以上的有75個(gè)，占半數(shù)之多，剩下的材料大多抗性為5.0級(jí);2020年湖南省審定水稻品種103個(gè)中，僅有2個(gè)組合白葉枯病抗性為3.0級(jí)（抗病），其余為5.0級(jí)或以上?？梢?，水稻白葉枯病抗性品種的匱乏，白葉枯病的抗性育種迫在眉睫。同時(shí)，由于抗性基因與白葉枯病菌一直在不斷地進(jìn)化，任何一方發(fā)生變化均可能導(dǎo)致具有抗病的品種失效。為此，不斷發(fā)掘或培育新的抗病材料對(duì)白葉枯病抗性育種具有重大意義，而且培育對(duì)多種白葉枯病生理小種抗性材料可以加寬抗譜和加長(zhǎng)抗性時(shí)間。本研究將含有水稻白葉枯病抗性基因Xa21和Xa23的材料為供體，以課題組多年來選育不含Xa21或Xa23基因的材料為受體，通過雜交、回交、復(fù)交等方法利用MAS通過前景和背景選育，目的在于提高這些材料的白葉枯病抗性或培育抗譜較寬及抗性持久的水稻品系。將育成的高世代穩(wěn)定的品系接種7種廣泛應(yīng)用的白葉枯病菌種生理小種，分析了含Xa21或Xa23基因的水稻材料白葉枯病的抗性，通過田間鑒定評(píng)價(jià)了不同水稻品系的白葉枯病抗性，篩選出抗性得到改良并且綜合性狀優(yōu)良的株系，為白葉枯病抗性育種及防治水稻白葉枯病等工作提供種子資源，同時(shí)評(píng)價(jià)了Xa21或Xa23基因材料對(duì)各生理小種抗病能力的強(qiáng)弱，抗性基因與各生理小種之間關(guān)聯(lián)性的大小，以及含Xa21或Xa23基因水稻材料與不含基因姊妹系抗白葉枯病的相關(guān)能力大小，旨在為白葉枯病分子抗性育種提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

供試材料為中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水稻耐逆境分子育種課題組選育的含有Xa21基因的材料112份和含有Xa23基因的材料117份，含有與不含Xa21基因的姊妹系12份，含有與不含Xa23基因的姊妹系26份。這些材料是多年來課題組通過雜交、復(fù)交和MAS在F6代以上已經(jīng)穩(wěn)定的材料。

試驗(yàn)于2019年在中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所長(zhǎng)沙水稻試驗(yàn)站（l13o9 E，28o9 N）進(jìn)行，該區(qū)域年平均氣溫17.2 ℃，積溫5457 ℃，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，氣候溫和，降水充沛，四季分明。

1.2 ?方法

試驗(yàn)采用人工插秧栽培，5月25日播種，6月20日移栽，株行距為16.5 cm×26.4 cm，每穴栽植1粒谷苗，每材料50兜。按常規(guī)栽培方式進(jìn)行田間管理。插秧后2周取供試材料的單株葉片，CTAB[24]法提取水稻基因組DNA。采用10 μL的PCR擴(kuò)增體系對(duì)供試材料的Xa21和Xa23基因進(jìn)行擴(kuò)增，體系組成為2×PARMS master mix 5 μL，10 mmol/L正向標(biāo)記引物0.15 μL，10 mmol/L反向標(biāo)記引物0.15 μL，模板DNA 1.0 μL，ddH2O 3.7 μL。Xa21基因的選擇標(biāo)記是與其緊密連鎖的PCR標(biāo)記pTA248[25]，引物序列為：5?AGACGC GGAAGGGTGGTTCCCGGA?3（pTA248-F），5? CGATCGCTATAACAGCAAAAC?3（pTA248- R），退火溫度60 ℃;Xa23基因的選擇標(biāo)記引物序列為：5?TTGCTCAAGGCTAGGAAAATG?3（M- Xa23-F），5?CCCCATCAACGAACTACAGG?3（M-Xa23-R），退火溫度55 ℃;PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。

本研究所用誘發(fā)白葉枯病菌種7種：FuJ和YN24（華南稻區(qū)優(yōu)勢(shì)致病菌）、HNA1-4（長(zhǎng)江中下游水稻區(qū)試白葉枯病抗性鑒定菌種）、GDA2（廣東省白葉枯病致病代表菌株）、PXO86和PXO99（菲律賓白葉枯病菌生理小種）、GD1358（南方稻區(qū)白葉枯病菌優(yōu)勢(shì)小種），均由湖南省植保所稻瘟病鑒定中心提供[26]。試驗(yàn)采用剪葉接種的方法進(jìn)行鑒定。首先將在?20 ℃保存的菌種在NA培養(yǎng)基上活化和復(fù)壯，其次在28～30 ℃恒溫再培養(yǎng)48 h，最后用無菌水洗脫菌株，使菌液均勻懸浮，并且將濃度調(diào)節(jié)為3×108 CFU/mL（OD600=0.5），用于做接種試驗(yàn)。接種時(shí)將手術(shù)剪滅菌，蘸取已制備好的白葉枯病菌懸浮液。所有材料在孕穗期接種，將供試材料葉片葉尖剪去2～3 cm，每株植株葉片接種5片，每個(gè)材料接種3株，3次重復(fù)，以感病水稻‘金剛30’作為對(duì)照，并做好標(biāo)記。接種21 d左右，當(dāng)參試材料的病情趨于穩(wěn)定時(shí)，量取病斑長(zhǎng)度，鑒定供試植株的抗病性。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

整理測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)白葉枯病的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[23]：平均病斑長(zhǎng)度小于1 cm為高抗（HR）;1.1～3.0 cm為抗（R）;3.1～5.0 cm為中抗（MR）;5.1～12.0 cm為中感（MS）;12.1～20.0 cm為感（S）;大于21.0 cm高感（HS）。根據(jù)對(duì)照材料‘金剛30’的發(fā)病等級(jí)，分析水稻對(duì)7種白葉枯病菌的致病力，并按照抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供試植株進(jìn)行抗感分級(jí)。利用Microsoft Excel 2018進(jìn)行常規(guī)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用DPS 15.10軟件計(jì)算均值和均值標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)Xa21和Xa23抗性基因在各菌株間的相關(guān)性、含有和不含抗性基因姊妹系的比較及不同材料對(duì)白葉枯病菌株抗性的相關(guān)分析進(jìn)行分析。

2  結(jié)果與分析

2.1 ?Xa21和Xa23基因材料對(duì)誘發(fā)白葉枯病菌株的抗性分析

2.1.1 ?抗性頻率分析 ?研究結(jié)果表明，含有抗性基因Xa21的水稻材料在誘發(fā)白葉枯病的菌株HNA1-4中達(dá)到高抗（HR）級(jí)別的材料所占比例最高，為30.77%，而菌株FuJ中高抗（HR）材料所占比例最小，僅為3.33%;菌株GD1358中抗性（R）材料所占比例最高，達(dá)到50%，占比最小的菌株是FuJ（3.33%）;菌株P(guān)XO99中抗（MR）材料所占比例最高，但不到30%，而菌株FuJ中無中抗材料（圖1）。在所有誘發(fā)菌株中水稻材料抗性累計(jì)（HR、R、MR）所占比例依次為菌株HNA1-4、PXO86（84.62%）>YN24（82.14%）>GD1358（73.08）>PXO99（67.86%）>GDA2（63.33%）>FuJ（6.67%），表明白葉枯病抗性基因Xa21對(duì)菌株FuJ所誘發(fā)的白葉枯病基本無抗病能力，而對(duì)菌株HNA1-4、PXO86、YN24所誘發(fā)的白葉枯病抗病能力在80%以上。然而，在抗性較高的6類菌株中，仍有36.67%～15.38%的材料易感病。

從圖2可知，在含有抗性基因Xa23的水稻材料中，達(dá)到HR級(jí)別的材料所占比例除HNA1-4外都在50%以上，最高的為菌株YN24，達(dá)到72.18%，其次是菌株GD1358，為69.83%;由于達(dá)到HR級(jí)別的材料占比較高，因此，其他抗性級(jí)別的材料占比較小。如達(dá)到抗性為R級(jí)別的材料，所占比例較高的菌株為HNA1-4、GDA2，分別為27.56%、26.67%，其他菌株均在20%以下;?而達(dá)到MR級(jí)別的材料，在所有菌株中所占比例均在10%以下。但是在所有誘發(fā)菌株中水稻材料抗性累計(jì)（HR、R、MR）均在70%以上，最高的為菌株GD1358，最低的為菌株FuJ。因此，白葉枯病抗性基因Xa23的材料有76.98%～84.48%對(duì)7個(gè)誘發(fā)菌株有抗性，表明Xa23基因較Xa21基因有較好的抗白葉枯病能力，且比Xa21基因抗菌譜寬，但是有23.02%～15.52%的材料易感病。

2.1.2 ?病斑長(zhǎng)度及變異系數(shù)分析 ?研究結(jié)果表明，含有白葉枯病抗性基因Xa21的材料對(duì)不同誘發(fā)菌株所引發(fā)的病斑長(zhǎng)度變異大小不同，而且所有菌株變異系數(shù)較大（表1），表明材料間的抗病能力有極大不同。其中變異系數(shù)最大的為YN24菌株，其次為HNA1-4菌株，變異系數(shù)均在100%以上，變異系數(shù)最小的菌株為FuJ（41.3%）。而含有Xa23基因的材料在各誘發(fā)菌株中的變異系數(shù)較大，均在140%以上，并且PXO99、FuJ的變異系數(shù)超過了200%，相比之下，變異系數(shù)最小的菌株為PXO86。綜上所述，含有Xa21或Xa23基因的材料，同一材料對(duì)不同菌株的抗病能力或不同材料對(duì)同一菌株的抗病能力有較大的變化。

2.1.3 ?誘發(fā)Xa21或Xa23基因材料白葉枯病7菌株間的相關(guān)性分析 ?由表2可知，含有Xa21基因的材料中，菌株GD1358與FuJ之間、PXO86與GD1358之間、FuJ與PXO99之間、GD1358與PXO99之間、YN24與FuJ之間菌斑長(zhǎng)度無顯著相關(guān)性，GDA2與其他6個(gè)菌株之間、HNA1-4與其他6個(gè)菌株之間均達(dá)到了顯著（P<0.05）或極顯著（P<0.01）正相關(guān)，表明在含有Xa21基因的材料中，只要抗GDA2、HNA1-4中任何一種菌株，就有可能抗其他菌株。

相比含有白葉枯病抗性基因Xa21的材料，含有抗性基因Xa23的材料抗病能力增強(qiáng)。從表3可看出，在含有Xa23基因的材料中，除菌株FuJ、GDA2與HNA1-4之間及PXO99與HNA1-4之間抗性菌斑長(zhǎng)度無顯著相關(guān)性外，其余菌株間均呈極顯著正相關(guān)，而且YN24與其他6菌株間、GD1358與其他6菌株間、PXO86與其他6菌株間抗性菌斑長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)，表明抗YN24、GD1358、PXO86中任何一種菌株，就有可能抗其他菌株，Xa23基因白葉枯病抗普較寬。

2.2 ?Xa21和Xa23基因材料與其不含基因的姊妹系抗性分析

2.2.1 ?分子檢測(cè)結(jié)果 ?通過M-pTA248標(biāo)記對(duì)含有Xa21基因的材料和其對(duì)應(yīng)姊妹系進(jìn)行分子檢測(cè)，結(jié)果表明，01～06株系均含有Xa21基因抗性條帶（圖3），表明這6個(gè)材料均含有白葉枯病抗性基因Xa21，姊妹系1～6均含有感病條帶，表明這6個(gè)材料都不含有Xa21基因。

通過M-Xa23標(biāo)記對(duì)含有Xa23基因型的材料和其對(duì)應(yīng)姊妹系進(jìn)行分子檢測(cè)（圖4），結(jié)果表明，07～019株系均可以擴(kuò)增出抗病條帶（200 bp左右），表明這13個(gè)株系均含有白葉枯病抗性基因Xa23;而7～19號(hào)株系均可以擴(kuò)增出感病條帶（300 bp左右），表明這13個(gè)株系均無Xa23基因。

2.2.2 ?Xa21和Xa23基因材料與不含基因姊妹系的比較 從表4可看出，接種白葉枯病菌株FuJ后，含Xa21基因的材料與不含該基因的姊妹系抗性水平?jīng)]有多大改變，仍為感病，再次證明Xa21基因?qū)闒uJ沒有抗病能力;而含Xa23基因的材料07、08、010、011、015、017、019號(hào)與不含該基因的姊妹系比較白葉枯病抗性有較大改變，從感病或高感轉(zhuǎn)為了抗病或高抗，而09、012、013號(hào)抗性水平?jīng)]有改變，抗性頻率達(dá)到76.9%。接種白葉枯病菌株GDA2后，與對(duì)應(yīng)姊妹系比較，含Xa21基因的株系抗性水平均有較大改變，其中04、05號(hào)株系從高感轉(zhuǎn)變?yōu)橹锌?含Xa23基因的07、08、010、012、013、015、017、019號(hào)株系白葉枯病抗性水平有較大提升，轉(zhuǎn)為抗或高抗，抗性頻率達(dá)到92.3%。接種白葉枯病菌株GD1358后，含Xa21基因的04、05、06號(hào)株系抗性有較大改變;含Xa23基因的08、012、015、017、019號(hào)株系抗性有較大的改變，而09、013號(hào)仍為感病，抗性頻率達(dá)到84.6%。接種白葉枯病菌株HNA1-4后，含Xa21基因除02號(hào)株系外，其他株系抗性都增強(qiáng)了，抗性頻率達(dá)到83.3%;含Xa23基因的07、08、011、014、015、019號(hào)株系抗性有極大改變，而09、010、012、013號(hào)抗性水平?jīng)]有提升，但抗性頻率為69.2%。接種白葉枯病菌株P(guān)XO86后，含Xa21基因除02號(hào)株系外，其他株系抗性均有增強(qiáng)，抗性頻率達(dá)到83.3%;含Xa23基因除09號(hào)株系外，其他株系抗性水平有較大改變，抗性頻率為84.6%。接種白葉枯病菌株P(guān)XO99后，含Xa21基因除02號(hào)株系外，其他抗性水平都有所增強(qiáng)，但抗性頻率為66.7%;含Xa23基因除09、013號(hào)為感病株系外，其余均為抗性株系，抗性頻率為84.6%。接種白葉枯病菌株YN24后，含Xa21基因除02號(hào)株系外，其他抗性水平為抗或高抗;含Xa23基因除09、013號(hào)為感病株系外，其他均為抗性株系，抗性頻率為84.6%。

2.2.3 ?Xa21和Xa23基因抗性和材料間的相關(guān)性 ?通過對(duì)含有Xa21或Xa23基因的材料與其不含基因的姊妹系進(jìn)行抗白葉枯病的相關(guān)性分析（圖5），研究表明，含有Xa21基因的材料與其姊妹系之間抗性呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.5725;含有Xa23基因材料與其姊妹系之間抗性呈顯著正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)不大，為0.2212。

3 ?討論

本研究表明，含白葉枯病抗性基因Xa21的秈稻品系對(duì)7個(gè)白葉枯病菌種生理小種的抗性最高的為菌株HNA1-4、PXO86，最低的為菌株FuJ，而含抗性基因Xa23的秈稻品系抗性最高的為菌株GD1358，最低的為菌株FuJ，可見菌株FuJ對(duì)這2種抗性基因材料的致病力最強(qiáng)。吳云雨等[27]通過12個(gè)白葉枯病生理小種（包括國(guó)內(nèi)的FuJ、GD414、HEN11、YN1、YN7、YN11、YN18、YN24和SYb共9個(gè)小種及菲律賓的PXO079、PXO145和PXO099 3個(gè)小種）對(duì)國(guó)內(nèi)不同稻區(qū)推廣應(yīng)用的65個(gè)秈稻品種的致病力差異分析，表明致病力最強(qiáng)的是菌株FuJ小種，可以使測(cè)試的全部品種都表現(xiàn)出感病或中感反應(yīng)，本研究與其相印證;但楊軍等[18]通過對(duì)64個(gè)粳稻品種對(duì)10個(gè)白葉枯病菌種（YN18、YN1、GD414、HEN11、SYb、YN7、YN11、FuJ、YN24和菲律賓菌株P(guān)XO99）的抗性分析，結(jié)果表明致病力最強(qiáng)的菌株為YN24、PXO99和YN1，而菌株FuJ的致病力較弱，與本研究不同。究其原因可能是病原菌FuJ對(duì)秈稻品種致病能力更強(qiáng)，而病原菌YN24對(duì)粳稻品種致病能力更強(qiáng)。在進(jìn)一步的研究中還發(fā)現(xiàn)含Xa21基因的水稻品系對(duì)菌株FuJ所誘發(fā)的白葉枯病基本無抗病能力，同時(shí)對(duì)其他6個(gè)生理小種仍有36.67%～15.38%的材料易感病;而含Xa23基因的材料對(duì)7個(gè)誘發(fā)菌株感病材料為23.02%～15.52%。表明Xa23基因?qū)Π兹~枯病的抗病能力強(qiáng)于Xa21基因。Xa21基因雖然抗性強(qiáng)，但是對(duì)中國(guó)浙江、云南等一些白葉枯病小種沒有抗性[13-14]，對(duì)韓國(guó)96%的菌株沒有抗性[15]。而Xa23基因由于具有抗譜廣、抗性強(qiáng)、完全顯性和全生育期抗病等特點(diǎn)，備受國(guó)內(nèi)外育種家的關(guān)注，相繼被用于開展分子標(biāo)記的開發(fā)與育種利用研究[16-18]。本研究所選7種白葉枯病菌種生理小種，在南方稻區(qū)白葉枯病抗性中廣泛應(yīng)用，具有很高的代表性[26]，通過對(duì)誘發(fā)Xa21或Xa23基因材料白葉枯病的7種菌株間的相關(guān)性分析表明，在含Xa21基因的材料中，GDA2、HNA1-4與對(duì)應(yīng)的其他6個(gè)菌株之間均達(dá)到了顯著或極顯著正相關(guān)，只要抗這2種菌株中任何一種菌株，就有可能抗其他菌株;在含Xa23基因的材料中，YN24、GD1358、PXO86與對(duì)應(yīng)其他6種菌株間呈差異極顯著正相關(guān)，只要抗這3種菌株的任何一種菌株，就有可能抗其他菌株。可能是由于材料所含抗性基因不同對(duì)白葉枯病菌株的抗感性有較大差異，因此研究結(jié)果不一致，但前人對(duì)此類研究未見報(bào)道。

周元飛等[25]利用雜交、回交和自交選育的方法，通過MAS選育，將抗白葉枯病基因Xa21轉(zhuǎn)到秈稻恢復(fù)系‘9311’中，利用菲律賓6號(hào)小種PXO99接種鑒定，表明后代的恢復(fù)系及相應(yīng)雜交稻組合對(duì)白葉枯病抗性顯著增強(qiáng);已有研究表明，利用國(guó)內(nèi)主要白葉枯病菌系Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ對(duì)選育的含Xa21基因的恢復(fù)系‘R8006’‘R1176’進(jìn)行剪葉接種，均顯示出良好的抗性[28]。而本研究對(duì)含有Xa21基因材料112份以及含有或不含Xa21基因的姊妹系白葉枯病抗性分析表明，導(dǎo)入Xa21后，并非對(duì)所有菌株抗性均增強(qiáng)，其中對(duì)菌株FuJ沒有抗病能力。蘭艷榮等[19]通過1次雜交、3次回交和3次以上自交得到的含Xa21基因株系‘YR7009’和‘YR7014’對(duì)白葉枯病4個(gè)菌株P(guān)XO61、PXO99、ZHE173和GD1358具有良好的抗性，而對(duì)FuJ和YN24不具有抗性;羅彥長(zhǎng)等[20]將Xa21導(dǎo)入光敏核不育系‘3418S’中，在分蘗期用13（我國(guó)7個(gè)病原型和6個(gè)菲律賓國(guó)際鑒別小種）個(gè)代表菌系接種，結(jié)果表明‘3418S’（Xa21）對(duì)供試的菌系多數(shù)抗病，但也有少數(shù)表現(xiàn)中度感病?？梢?，對(duì)Xa21基因水稻材料的白葉枯病的抗感性，不同材料或不同生理小種的研究結(jié)果不盡相同，究其原因，和選育材料的背景來源有較大的關(guān)系，同時(shí)，其他基因?qū)ζ浔磉_(dá)可能有拮抗作用，就其機(jī)理還需進(jìn)一步剖析。結(jié)果表明，對(duì)于含有Xa23基因的品系受遺傳背景的影響更大，有7對(duì)姊妹系抗性均增強(qiáng)，1對(duì)姊妹系（09和9號(hào)）抗性沒有改變，5對(duì)姊妹系抗性菌株不同抗性變化不一?？梢姡诒狙芯恐兴酒废祵?dǎo)入Xa23基因后，亦不能使所有品系抗性都增強(qiáng)。前人的研究采用單菌系接種結(jié)果也說明了含Xa23基因的水稻材料并不能完全抗病，楊德衛(wèi)等[29]通過白葉枯病強(qiáng)毒菌系P6對(duì)8份含Xa23基因的姊妹系進(jìn)行田間接種鑒定，結(jié)果表明7份表現(xiàn)抗病，1份表現(xiàn)感病;于潔等[30]對(duì)含Xa23基因的351份近等位基因系通過菌系P6進(jìn)行白葉枯病的田間接種鑒定，篩選到抗性材料74份，其中高抗材料54份;范宏環(huán)等[31]通過雜交和MAS技術(shù)，在‘18113/H705F3’和‘18113/H706F3’株系中，分別獲得71和52份攜有Xa23純合基因型恢復(fù)系，采用水稻白葉枯?、粜托》N代表菌株浙173進(jìn)行剪葉接種，但分別鑒定出61和44份抗病株系。李進(jìn)波等[32]從160份背景來源相同且Xa23基因純合株系中選取21份使用鑒別菌系P6進(jìn)行了抗性鑒定，表明所選株系在苗期和孕穗期都表現(xiàn)抗病。雖然不同的研究結(jié)果有異，但利用與抗病基因緊密連鎖的分子標(biāo)記輔助選擇選育材料，能夠準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行抗性基因鑒定或抗源篩選，在后代群體里可以篩選出農(nóng)藝性狀優(yōu)良且抗性增強(qiáng)的材料，進(jìn)而提高育種效率，而且多代回交可以加快材料穩(wěn)定縮短育種周期。

4 ?結(jié)論

通過對(duì)含有白葉枯病抗性基因Xa21或Xa23的材料對(duì)7種白葉枯病菌株的抗性分析，結(jié)果表明含Xa21基因的材料在抗性較高的6種菌株中（除FuJ菌株），抗性頻率在60%以上，含Xa23基因的材料對(duì)7種菌株的抗性頻率在76%以上，表明Xa23基因比Xa21基因抗性效果強(qiáng)。相關(guān)分析表明，含有Xa21的材料中，菌株GDA2或HNA1-4與對(duì)應(yīng)的其他6種菌株之間達(dá)到了顯著或極顯著正相關(guān)，含有Xa23基因的材料中，菌株YN24、GD1358、PXO86與對(duì)應(yīng)的其他6種菌株間呈極顯著正相關(guān)，選取此類菌系進(jìn)行鑒定可以提高選育效率。通過對(duì)含有或不含基因的姊妹系分析，表明Xa21基因材料和Xa23基因材料抗性分別與親本材料呈極顯著或顯著正相關(guān)，說明后代材料的抗性和親本的遺傳背景有極大的關(guān)系。

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