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利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因

陈子强 陈松彪 郭新睿 颜静宛 田大刚 李刚 王锋

陈子强,陈松彪,郭新睿,等. 利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因 [J]. 福建农业学报,2021,36(1):36−40 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005
引用本文: 陈子强,陈松彪,郭新睿,等. 利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因 [J]. 福建农业学报,2021,36(1):36−40 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005
CHEN Z Q, CHEN S B, GUO X R, et al. BSA-Seq Identification of Blast-resistance Genes in Gufeng B Rice [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2021,36(1):36−40 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005
Citation: CHEN Z Q, CHEN S B, GUO X R, et al. BSA-Seq Identification of Blast-resistance Genes in Gufeng B Rice [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2021,36(1):36−40 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005

利用BSA-Seq方法鉴定谷丰B抗稻瘟病基因

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2021.01.005
基金项目: 福建省科技计划公益类专项(2018R1019-9);福建省自然科学基金项目(2017J01054)
详细信息
    作者简介:

    陈子强(1988−),男,硕士,助理研究员,主要从事水稻病理研究(E-mail:czq@fjage.org

    通讯作者:

    王锋(1963−),男,博士,研究员,主要从事水稻分子育种研究(E-mail:wf@fjage.org

  • 中图分类号: S 435

BSA-Seq Identification of Blast-resistance Genes in Gufeng B Rice

  • 摘要:   目的  挖掘和鉴定谷丰B稻瘟病抗性基因,了解谷丰B稻瘟病抗性遗传模式。  方法  以谷丰B和日本晴杂交获得F1和F2代遗传群体,接种稻瘟菌不同生理小种并分析抗病遗传模式;在F2群体中挑选极端抗/感单株构建DNA混合池,利用群体分离分析法(BSA)定位关联区域。  结果  谷丰B对KJ201、RB22、CHNOS、RB6、2Y838-1、501-3和IR16-1等菌株均表现高抗性,表明谷丰B基因组可能携带了广谱高抗稻瘟病基因。谷丰B和日本晴杂交,F1群体表现抗501-3和IR16-1,F2群体的抗病/感病分离比不符合3 1,推测谷丰B基因组存在多个位点影响稻瘟病抗性。对F2群体的极端抗病、感病混合池及亲本DNA进行全基因组测序,鉴定了1 756 964个单核苷酸多态性(SNPs)标记。分析子代△SNP-index,定位到2个与抗病性显著关联区间,分别为Chr.6: 10 082-11 397 kb和Chr.11: 120-266 kb。其中,6号染色体的关联区间与Pi2/9抗病位点等位,区间内含有4006个SNPs和623个插入缺失(InDels)标记;11号染色体的关联区间含有752个SNPs和195个InDels标记。  结论  谷丰B对强致病力501-3菌株抗性可能是由第6号和11号染色体上的基因共同控制。研究结果为谷丰B抗性基因的精细定位及基因克隆奠定了基础,并为水稻抗稻瘟病分子标记辅助选择提供标记资源。
  • 图  1  不同水稻品种接种501-3菌株表型鉴定

    Figure  1.  Phenotypic identification on rice varieties inoculated with 501-3 blast strain

    图  2  第6号和第11号染色体关联区间部分区段所对应的物理位置

    注: 箭头表示超过临界值水平的峰

    Figure  2.  Locations of corresponding regions in Chromosome 6 and Chromosome 11

    Note: Arrow indicates peak above critical level.

    表  1  水稻品种稻瘟病抗性鉴定

    Table  1.   Blast resistance of rice cultivars

    品种 Varieties菌株 Strains
    501-3KJ201IR16-1RB22CHNOSRB62Y838-1
    IR0462SMRSRMRMSS
    福恢838 Fuhui838SMRSMSRSHS
    甬优1号 Yongyou1SMRSMSRSS
    圭630 Gui630HSSHSSRHSMS
    福恢718 Fuhui718MSRMSRRSS
    谷丰B Gufeng BHRHRHRHRHRHRHR
    日本晴NipponbareHSHSHSHSSSHS
    注: HR: 高抗; R: 抗病; MR: 中抗; MS: 中感; S: 感病; HS: 高感
    Note: HR: Highly resistant; R: Resistant; MS: Moderately resistant; MS: Moderately susceptible; S: Susceptible; HS: Highly susceptible.
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    表  2  谷丰B稻瘟病抗性遗传分析

    Table  2.   Genetic analysis on blast resistance of Gufeng B

    群体
    Population
    菌株
    Strains
    总株数
    Total number
    抗病株数
    Number of resistant plants
    感病株数
    Number of susceptible plants
    期望比
    Expected ration
    χ2
    F1(NPB×谷丰B) 501-3 30 30 0
    IR16-1 30 30 0
    F2(NPB×谷丰B) 501-3 407 255 152 3:1 33.09
    IR16-1 430 275 155 3:1 27.98
    注: NPB: 日本晴; χ2(0.05)=3.84
    Note: NPB: Nipponbare; χ2 (0.05)=3.84.
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    表  3  过滤后的数据统计表

    Table  3.   Statistics on data after screening

    样本
    Sample
    有效数据量
    Clean Base/G
    准确度
    Q30/%
    GC含量
    GC content/%
    与参考基因组相同片段
    Mapped reads
    匹配率
    Mapped ratio/%
    覆盖度
    Coverage/%
    谷丰 B9.8892.4444.362,811,38695.3687.48
    NPBNDNDND74,123,81898.1897.59
    抗病池 R pool12.17792.4447.2677,601,47495.5997.69
    感病池 S pool10.41791.5247.5966,943,38096.3996.94
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    表  4  SNPs和InDels在水稻12条染色体的分布

    Table  4.   Distribution of identified SNPs and InDelsk in 12 chromosomes of rice

    染色体
    Chromosome
    染色体
    长度
    Chr. Length
    SNPsInDels
    数量
    Number
    密度
    Density /
    (个·kb−1
    数量
    Number
    密度
    Density/
    (个·kb−1
    Chr.1 43270923 190273 4.397 46279 1.070
    Chr.2 35937250 184278 5.128 42618 1.186
    Chr.3 36413819 172550 4.739 42505 1.167
    Chr.4 35502694 161349 4.545 31762 0.895
    Chr.5 29958434 127664 4.261 30080 1.004
    Chr.6 31248787 137688 4.406 35460 1.135
    Chr.7 29697621 151268 5.094 34762 1.171
    Chr.8 28443022 123316 4.336 28761 1.011
    Chr.9 23012720 92893 4.037 22257 0.967
    Chr.10 23207287 136960 5.902 30171 1.300
    Chr.11 29021106 153785 5.299 33329 1.148
    Chr.12 27531856 124940 4.538 31361 1.139
    总计Total 373245519 1756964 4.707 409345 1.097
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-03
  • 修回日期:  2020-11-18
  • 网络出版日期:  2020-11-24
  • 刊出日期:  2021-01-31

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