水稻抗灰飞虱主效QTL的精细定位与标记辅助选择

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫，而国内外对灰飞虱抗性遗传研究报道极少。我们建立了水稻灰飞虱抗性鉴定标准- - 改进的苗期集团筛选法，从400余份种质资源中筛选出高抗灰飞虱的籼稻品种Mudgo。利用Mudgo与高感品种武育粳3号配制的F2群体及其F2：3家系，于第12染色体上检测到1个稳定的抗灰飞虱主效QTL位点Qsbph12a，对表型的贡献率为35.8％。为了将该基因资源尽快用于生产实践，我们利用F2群体的极端抗虫单株，与轮回亲本武育粳3号回交，已经获得了BC4F2世代。本研究拟在此基础上，建立含单个Qsbph12a的近等基因系，通过对Qsbph12a的精细定位，开发出位点特异的Indel、CAPS、dCAPS等可用于育种实践的分子标记。同时，利用抗虫近等基因系单株，与生产上优良主栽品种杂交，结合分子标记辅助选择，创制3～5份抗灰飞虱育种中间材料，为培育抗灰飞虱水稻新品种奠定基础。

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫。自项目实施以来，我们从水稻抗灰飞虱种质资源的筛选、抗性基因的发掘与定位、标记辅助选择、抗性机理探讨等方面进行了较为深入的研究，取得了良好的进展。完成了500余份水稻种质对灰飞虱的抗性鉴定，筛选出公居73、扬稻2号、当育5号、斤六谷等28份抗性材料。构建了WYJ3/Mudgo较大的BC4F2群体，将抗虫单株与武运粳8号、宁粳1号等优质栽培水稻品种进行了杂交与回交，获得了一些抗灰飞虱的中间株系。利用与抗灰飞虱基因Qsbph11b连锁的SSR标记RM536进行辅助选择，获得一批含有Qsbph11b基因的中间材料。构建了Mudgo/武育粳3号F2代的SLAF-seq文库，开发了大量SNP与Indel标记，通过Super BSA法，将抗灰飞虱基因Qsbph12a精细定位到12染色体上Indel标记I12-17与I12-953之间。同时，将1个抗灰飞虱的隐性基因（sbph1）定位于第12染色体上SSR标记RM3331与RM5479之间，遗传距离分别为1.9 cM和1.6 cM。 . 明确了Mudgo和DV85对灰飞虱的抗性类型。Mudgo具强的排驱性和抗生性，中等程度的耐害性，DV85具有强的排驱性和耐害性，中等程度的抗生性。研究了灰飞虱胁迫下不同抗感水稻品种的生理生化反应，发现不同抗感水稻品种受灰飞虱为害后生理反应差异显著，植株中的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸和丙二醛含量以及防御酶PAL、POD和PPO的活性在灰飞虱为害后均呈显著变化。. 扫描电镜发现，抗虫品种能分泌某种物质使灰飞虱取食造成的伤口愈合，而感虫品种则无类似反应。透射电镜观察表明，随着灰飞虱取食时间延长，感虫水稻叶片的叶绿体发育异常，72 h后叶绿体结构完全破坏；而抗虫材料叶绿体结构完整，叶片厚壁组织细胞内聚集了大量电子致密物。. 荧光定量PCR分析表明，灰飞虱取食后，与水杨酸合成途径相关的基因PAL、NPR1、EDS1和PAD4在抗性品种Mudgo中的表达水平极显著高于在Kittake中，且PAL基因的转录水平与PAL、POD和PPO酶活性呈极显著正相关，表明灰飞虱取食激活了Mudgo中依赖水杨酸介导的抗性途径，PAL基因表达在调节Mudgo抗灰飞虱中具有重要作用。上述研究对于理解水稻抗灰飞虱的分子机制、培育抗性水稻品种具有重要意义。