虽然抗性基因仍未被克隆,但是其他一些转基因工程防治病毒病的策略逐渐被应用,以转病毒外壳蛋白( Coat Protein,CP )基因策略为最有应用潜力的途径之一。Hayakawa 等和唐义燕等分别将条纹叶枯病毒的 CP 基因导入到粳、籼稻中,结果表明 CP 蛋白在转基因植株中表达,而且对 RSV 也表现出一定的抗性。可能是由于 CP 基因介导抗病性表现为只抗 CP 基因供体病毒或亲缘关系密切的病毒株系,所以目前没有在育种中应用的报道。刘力等设计合成了特异性切割该病毒 RNA 保守区和编码病害特异蛋白基因的核酶,从而控制病情的发展。林含新等构建了含有 CP 和病害特异性蛋白( SP )基因的植物表达载体,准备进一步共转化水稻。 3 水稻条纹叶枯病的鉴定方法 水稻条纹叶枯病的抗性鉴定依赖带毒灰飞虱通过刺吸传播 RSV 的方式。目前主要有重病区自然接虫鉴定和人工接虫鉴定两种方法。人工接虫鉴定又可细分为集团混合接虫和单一品种(株系)接虫鉴定。这些方法各有优缺点,但是都要求保证灰飞虱有较高的带毒率,从而使被测植株尽可能受毒(表2)。 在抗性鉴定标准方面,研究者根据不同的研究目的,采用不同的标准。有采用株发病率作标准的,也有采用病情指数来作标准的(表3)。显然,对于遗传分析来讲后一种划分标准比较准确。 4 水稻抗条纹叶枯病育种现状和分子标记辅助选择的应用 抗性育种的实践和抗性鉴定结果表明,在抗病性方面籼稻、陆稻>爪畦稻>粳稻>糯稻;籼粳交、水陆交后代>粳粳交后代。这也与粳稻中缺少抗条纹叶枯病基因的事实相吻合。日本和韩国由于受条纹叶枯病危害较早、较严重,所以较早开展抗该病的水稻育种工作,并取得了显著的效果。1963年日本中国农业实验场发现巴基斯坦籼稻 Modan 与农林8号回交5次的 B5F7 系统表现高抗,从此开始了系统的抗条纹叶枯病育种。Toriyama 从上述材料中选育出 St.No1 和 chugoku 31(中国31号),这两个品系后来逐渐成为抗病育种的亲本材料,在随后的20年时间内又有一大批高抗、优质品种被育成。在陆稻抗性利用方面,利用陆稻农林24及关东72号,通过与水稻连续回交的方法,也相继育成了大量的抗性品种,如中国40、中国41等。但由于陆稻本身的缺陷,部分转育而来的抗性品种的外观和食味品质明显不如一些推广品种。此外,利用的抗源还有 Mudgo、IR 系列的一些品种。韩国把 Modan 的抗性基因导入到粳稻 Mineyutake、Miyang15 中,以这些品种为桥梁亲本,选育了一批丰产、优质抗条纹叶枯病的新品种,这些抗病品种的育成和推广大大抑制了水稻条纹叶枯病的大发生。日、韩抗水稻条纹叶枯病育种的成功实践告诉我们,选育抗病品种是从根本上控制水稻条纹叶枯病危害的重要途径,对 Stvb-i 基因的利用更是育成品种的关键。 早在20世纪70年代中期,邢祖颐等就开展了水稻条纹叶枯病抗源筛选和抗性育种研究,筛选、鉴定出塔杜康( Todukan )、特特普( Tetep )、窄叶青8号等抗性品种,同时选育出中作180、中作9号及中作59号等抗性品种。但由于后来条纹叶枯病在我国发病较轻的缘故,长期没有被作为一种主要育种目标引起育种家的关注。直到近几年条纹叶枯病在我国部分省市大暴发后,才重新引起重视。目前江苏省可以直接利用的综合性状较好的粳稻抗病品种并不多,如镇稻88、镇稻99、徐稻3号、徐稻4号、盐稻8号等品种已在生产上推广应用。为了尽快育成一些综合性状更好的品种在生产上应用,引进遗传机制研究较清楚的国外抗性材料,来改良我国粳稻的抗病性不失为一种好办法。我们已经利用从日本引进的含 Stvb-i 抗病基因的水稻材料如 Aichi106、关东194等,通过系统选育和杂交选育育成了部分抗性和品质良好的水稻新品系。 5 展望 5.1 抗条纹叶枯病优良遗传资源的引进、发掘与利用 目前,日本和韩国在生产上广泛使用的抗性材料大都含 Stvb-i 基因,虽然抗源相对狭窄,但至今尚未有该基因抗性丧失的报道。特别是新近育成的品种不仅抗性强,且品质优良。实践证明,直接引用这些具有稳定抗性的优质粳稻品种作抗源,来改良我国高产粳稻品种的条纹叶枯病抗性是有效的。然而,随着 RSV 的变异,抗病性丧失的可能仍然存在。所以加强对现有水稻资源的抗性筛选,并对一些新的抗病基因(或位点)的遗传规律进行研究,将有助于我国水稻的抗条纹叶枯病育种研究。 5.2 抗条纹叶枯病育种目标与其他育种目标的结合 选育抗条纹叶枯病水稻品种的同时,还要兼顾水稻其他重要病虫害的抗性,如稻瘟病、白叶枯病等。并把这些抗性育种目标与高产、优质相结合,推动江苏粳稻育种再上新台阶。 5.5 分子标记在抗性育种中的利用 随着现代分子生物学技术在育种中的应用,分子标记辅助育种( MAS )展现出广阔的前景,目前在水稻中已经有很多这方面的报道,如水稻白叶枯病基因、稻瘟病基因等。水稻条纹叶枯病的抗性鉴定操作比较繁琐,受外界条件影响较大。因此,筛选与抗病基因紧密连锁的分子标记,用于辅助选择育种,对提高选择效果具有十分重要的意义。目前日本和韩国已经开展了这方面的研究,找到了一些与抗条纹叶枯病紧密连锁的 RFLP、RAPD 和 SCAR 标记,并开始服务于该病的抗性育种研究。 (责任编辑:泉水) |