水稻臺農82號誘變系之抗稻熱病基因座定位

Abstract

"水稻是重要糧食作物之一，由Pyricularia oryzae引起的稻熱病嚴重影響水稻生產，而發展抗病品種為最有效且環保的防治方法。水稻臺農82號為對稻熱病感病之稉稻，經過連續五代疊氮化鈉誘變及病圃篩選後，獲得11個抗稻熱病誘變系。本研究針對臺農82號及此11個抗病誘變系，於已知之抗稻熱病基因座Pi2/9、Pik、Pita及Ptr進行解序，比對後發現臺農82號帶有Pik-s，但在Pi2/9、Pita及Ptr為感病等位基因，11個誘變系則皆帶有Pik-s及Pita抗病等位基因，而在Pi2/9及Ptr呈現不同變異，其中WM1363、WM1415及WM1543帶有抗病Ptr等位基因。針對此11抗病誘變系接種3株不同生理小種之本土菌株後發現，WM1363、WM1370及WM1397對3株菌均呈現抗病表現。針對具高度抗性的WM1370，嘉義農業試驗分所將其與感病秈稻CO39雜交後之94個F2子代進行集群分離分析，發現第12號染色體2.3-19.7 Mb之區間可能與抗性有關。本研究首先針對WM1370進行6株本土強病原性菌株之接種，發現其具有廣譜抗性。為探討WM1370抗性遺傳控制情形，本研究以CO39 x WM1370之F2:3-F2:5子代於2019-2021年稻熱病旱田病圃分析其抗病表現，同時使用5組簡單重複序列 (simple sequence repeat, SSR)、9組競爭性等位基因特異性 (KBioscience competitive allele-specific PCR, KASP) 及10組插入/缺失 (insertion/deletion, InDel) 分子標誌進行基因型鑑定。首先由192個F2:3子代進行連鎖分析，初步發現抗性基因座與位於4.7 Mb、10.4 Mb及16.1 Mb處之分子標誌有連鎖關係。接著篩選出5個此三區段為異型合子之F2:3品系，使用其衍生之785株F2:4子代進行連鎖分析，發現抗性與4.7 Mb、7.4 Mb、10.4 Mb、11.8 Mb及14.0 Mb皆有連鎖，爾後篩選表現型為抗性且目標區段為異型合子之13個F2:4個體，由其所建立之413株F2:5重組子代，連同8個F2:3品系之330株F2:4子代進行精細定位，據此將WM1370之抗性區段縮小至約10.7-14.6 Mb區間，候選基因包括Ptr (與抗病品系Katy之等位蛋白具有一個胺基酸差異L763F)。WM1370於第12條染色體上橫跨Pita (10.6 Mb) 及10.7-14.6 Mb抗病基因座之區段，以及本研究新開發與抗病區段緊密連鎖之分子標誌，皆提供未來WM1370在育種應用上的重要基礎，希望藉此擴充臺灣水稻抗稻熱病基因庫，促進抗病新品種育成。"