3野生稻抗病基因的发掘及定位

　　野生稻中含有多种抗病基因，如抗白叶枯病基因、抗稻瘟病基因、抗细菌性条斑病基因及抗纹枯病基因等。

　　3.1野生稻抗稻瘟病基因

　　稻瘟病是水稻生产中最严重的真菌病害，目前已有84个稻瘟病抗性基因被定位，并分离克隆了其中的18个。在众多的稻瘟病抗性基因中，仅有Pi9和Pi40（t）来自野生稻。Amante-Bordeos等[19]最早从小粒野生稻中鉴定出Pi9，并将其导入栽培稻中。Liu等[20]通过接种鉴定发现Pi9基因对来自13个国家的43个稻瘟病小种全部表现抗性，是目前为止稻瘟病抗谱最广的基因。Qu等[21]于2006年成功克隆该基因，其编码蛋白具有NBS-LRR结构域。

　　Pi40（t）来自澳洲野生稻，对来自韩国和菲律宾毒性最强的稻瘟病菌株表现较强的抗性。Jeung等[22]从澳洲野生稻渗入系IR65482-4-136-2-2中鉴定出Pi40（t），并将其定位在水稻第6染色体短臂标记S2539和RM3330之间，进一步通过“电子着陆”（e-Landing）策略将其限定在与9871T7E2b标记紧密连锁的一段70kb的区间内。

　　3.2野生稻抗白叶枯病基因

　　白叶枯病是世界水稻生产中最严重的病害之一，一般会造成水稻减产20%～30%，严重时甚至绝收。截至2012年，国内外报道的水稻白叶枯病抗性基因共36个，其中26个为显性基因，10个为隐性基因（http：//www.ricedata.cn/gene/index.htm）。源自野生稻的有7个，分别是Xa21、Xa23、Xa27（t）、Xa29（t）、Xa30（t）、Xa32（t）和Xa35（t）。

　　Xa21是第一个从野生稻中克隆出来的重要功能基因。Khush等[23]利用具有白叶枯病抗性的西非长药野生稻（O.longistaminata）与常规稻IR24杂交、回交，经过小种接种鉴定后分析，证明其广谱抗性由一对显性基因控制，命名为Xa21，后进一步选育成携有Xa21的近等基因系IRBB21。Ronald等[24]利用123个DNA标记和985个随机引物对Xa21的抗性近等基因系分别进行了RFLP、RAPD分析，其中位于第11号染色体上的RG103、RAPD818和RAPD2483个标记与Xa21共分离，从而将Xa21定位在第11号染色体上。随后Song等[25]克隆了该基因，并迅速广泛应用于国内外水稻抗白叶枯病育种。

　　Xa23来自普通野生稻，1998年由章琦[26]鉴定，并育成以金刚30为背景的近等基因系CBB23。王春连[27]利用金刚30与CBB23杂交F2代群体将Xa23基因精细定位于第11染色体，随后，通过BAC文库构建、Shotgun文库测序、遗传转化等方法Xa23克隆了该基因。Xa23基因抗谱广，抗菲律宾小种1-10、中国致病型小种1-7和日本小种1-3等共20个国内外白叶枯鉴别菌株，全生育期抗病，完全显性，抗性遗传力强，便于育种选择。

　　Xa27是Amante-Bordeos等[19]通过中间杂交、胚拯救和回交等手段，将四倍体小粒野生稻的白叶枯病抗性导入栽培稻IR31914-45-3-2而获得的BC2F4株系78-15所携带的抗性基因，该基因抗菲律宾小种2、3、5和6。后由新加坡国立大学Temasek生命科学实验室与美国Ohio州立大学植物病理系进行了系统合作研究，改名为Xa27（t），并将其定位在水稻第6染色体M1081和M1059之间，两分子标记相距21cM。后Xa27（t）被精细定位在M964和M1197之间0.052cM的距离内，且与M631、M1230和M449共分离[28]。2005年，Gu等[29]将其克隆。

　　Xa29（t）来自药用野生稻。谭光轩等[30]用栽培稻与B5构建RILs群体，利用白叶枯广致病菌系PXO61对该群体接种鉴定，采用集团分离分析（BSA）法，将该基因定位于第1染色体短臂C904和R596之间1.3cM的范围内。

　　Xa30（t）基因来自普通野生稻。金旭炜等[31]和王春连等[32]鉴定发现含广谱抗水稻白叶枯病新基因的抗源Y238，并将该基因导入籼稻品种JG30培育至BC6F2代，得到近等基因系CBB30。利用BSA法，将该基因定位在第11染色体长臂C189与V65之间物理距离为395kb的范围内。

　　Xa32（t）基因源自澳洲野生稻转育系C4064，对菲律宾小种1、4～9表现抗性。郑崇珂等[33]通过对F2分离群体及F3家系进行遗传连锁性检测，利用BSA法，将该基因定位在11染色体上SSR标记2064和RM6293之间，遗传距离分别是1.0cM和1.5cM。

　　Xa35（t）来自于小粒野生稻。郭嗣斌等[34]将小粒野生稻的抗白叶枯病基因导入栽培稻IR24，以杂交BC2F2代群体及其F3、F4家系为材料，利用BSA法将该基因定位于11染色体长臂标记RM7654和RM6293之间，遗传距离分别为1.1cM和0.7cM，并与RM144共分离。

　　3.3野生稻抗其他病害基因

　　细菌性条斑病、纹枯病和水稻草丛矮缩病也是水稻的重要病害。黄大辉等[35]对野生稻进行了细菌性条斑病抗性鉴定，找到了15份药用野生稻抗病材料和57份普通野生稻抗病材料。Prasad等[36]在短舌野生稻（Oryzabarthii）、南方野生稻（Oryzameridionalis）、尼瓦拉野生稻（Oryzanivara）、药用野生稻等材料中均发现中抗纹枯病的材料，但目前定位出的抗纹枯病基因仅限于栽培稻内，野生稻中存在的抗纹枯病基因尚待挖掘[37]。水稻草丛矮缩病是一种危害水稻生长发育的病毒性疾病，防治比较困难，目前仅从尼瓦拉野生稻中找到抗源，IRRI将抗草丛矮缩病基因Gsv导入栽培稻，培育成的IR系列品种都具此基因及草丛矮缩病抗性[38]。

　　4野生稻抗病虫有利基因的育种利用及前景

　　关于野生稻有利基因的应用已有许多成功的例子，如抗白叶枯病基因Xa21、Xa23，抗稻瘟病基因Pi9，抗褐飞虱基因Bph14、Bph15等。广谱抗白叶枯病基因Xa21自20世纪90年代从野生稻发现以来，被成功转入栽培稻，并被世界各地广泛应用于抗病育种。通过杂交、回交已经培育出含Xa21基因的近等基因系IRBB21、IRBB60和广谱抗病品种Swarna、Mahsuri、Triguna和PR106等[39]。携有Xa23基因的品系CBB23和中野5112等也已用于育种计划[26]。李荣柏等[40]利用普通野生稻稻褐飞虱抗源，培育出多个具有生产应用价值的高产（或优质）抗稻褐飞虱育种品系和杂交稻组合。李进波等[11]采用SSR分子标记辅助选择，从9311/药用野生稻、1826/药用野生稻2个分离群体中获得一系列抗性基因纯合且农艺性状优良的稳定株系，Bph14单基因纯合株系中，92.31%的材料抗性水平在中抗以上，Bph15单基因纯合株系全为抗或高抗，Bph14、Bph15双基因聚合系抗性都达高抗水平，抗性强于单基因纯合株系。

　　虽然利用野生稻有利基因培育出了优良品种，但是直接利用杂交技术转育野生稻基因还存在着许多困难。相同染色体组的种间杂交相对比较容易，但是异源染色体组间的远缘杂交（如非AA组野生稻）存在着诸多问题，如远缘杂交不亲和、后代败育以及长期分离不易稳定等，且有些有利性状多由多基因控制，难以获得含此性状的优良、稳定的栽培稻品种。因此，需要结合分子生物技术、细胞工程和分子标记辅助选择育种等方法提高杂交转育的效率，另外需要加强胚抢救、花药培养和原生质体融合等技术的应用。

　　传统的栽野杂交面临连锁累赘和分离世代长等问题，利用DNA分子标记能够对外源染色体片段及其所带基因进行鉴定，当来自野生稻染色体的某一片段或多个片段整合到栽培稻的某一条染色体上时，构成新的材料类型，可用于外源目标基因的定位研究或作为育种的中间材料，从而加快育种进程。此外，野生稻的大多数性状对生产而言是不利的，渗入的野生稻染色体片段愈短且带有某一有利基因时，就愈有利于减少或避免与渗入的目的基因连锁的有害成分，因此，建立野生稻有利基因的渗入系能够达到改良栽培稻品种个别性状的目的。

　　目前一些病虫害还缺乏有效的抗性基因，利用野生稻天然基因库寻找新的抗性基因是一种行之有效的方式。对已发现但未定位的抗病虫基因需进一步精细定位和克隆，使其能有效转入栽培稻，提高品种的抗性。对已克隆的基因需进行抗病机理的深入研究，分析影响其抗病虫性的限制因素，并加以优化。最终，将多种广谱抗病虫基因集合到一个品种中去，增强栽培品种的抗性。随着现代分子生物技术的飞速发展及其广泛应用于栽培育种实践，野生稻抗病虫基因的利用将具有广阔的前景。

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