[发明专利]水稻抗瘟基因Pita3基因特异性分子标记Pita3N5s及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及农业生物技术领域，特别是涉及一种水稻抗瘟基因Pita3基因特异性分子标记Pita3N5s及其制备方法和应用。

背景技术

可持续发展是国家的发展战略，绿色食品安全生产是保证这一战略实施的重要组成部分，农业安全生产技术又是发展绿色食品的前提，利用作物自身的抗性控制病虫害已成安全生产技术的重要组成部分。水稻作为全球最重要的粮食作物之一，约有一半以上的人口以稻米为主食。由异宗配合子囊菌Magnaporthe grisea(Couch and Kohn，2002)引起的稻瘟病是限制水稻稳产和高产的重要因素之一。据估计，该病害每年在东亚国家或地区可造成多达5.5亿美元以上的经济损失(Robert，1991)。20世纪90年代以来，中国稻瘟病的年发生面积均在380万hm2以上，稻谷损失达数亿公斤(陈彦等，2012)。从环境保护与农业可持续发展的观点来看，选育与利用抗病品种是防治稻瘟病最安全有效的方法。此外，单一抗性品种的持久性(通常是2-4年)会随着病原菌的迅速变异而失去功效(郑钊等，2009)，因此，合理的挖掘和利用广谱抗性基因或者聚合多个抗病基因，是获得持久、广谱抗病品种的重要途径。传统的水稻抗性育种依赖于抗性表型的鉴定，不仅依赖于育种者具备的丰富经验和敏锐的观察力，鉴定结果也极易受到环境及人为因素的影响而造成误差，抗性基因的选育效率低下。随着分子标记技术的产生及发展，其便捷、直接、不受环境影响等优点使其应用价值及前景越来越受到关注。通过开发与目标基因紧密连锁的分子标记，特别是在基因内部开发其功能特异性的标记物进行分子标记辅助选择，不仅大大加快了育种步伐，也提高了分子育种选择的可靠性。

到目前为止，人们已经鉴定出100多个水稻抗瘟基因(Ballini et al.,2008；Chen et al.,2014)，其中至少23个水稻水稻抗瘟基因已被克隆(Wang et al.,1999；Qu et al.,2006；Hayashi et al.,2010；Jiang et al.，2012；Hua et al.，2012；Das et al.，2012；Lv et al.,2013)。这些稻瘟病抗病基因多数具有富亮氨酸重复-核苷酸结合位点(NBS-LRR)蛋白结构，NBS中心区域的功能与ATP结合/水解相关，C-端LRR区域参与了蛋白的相互作用(Dangl&Jones,2001；Takken&Tameling,2009；Bernoux,2011)。NBS-LRR基因有成簇排列的倾向，通常簇内基因的同源性很高，与相同抗性途径的基因也维持着共遗传的规律(Michelmore&Meyers,1998；Leister,2004)。在第12染色体上，目前至少已定位了20个水稻抗瘟基因，其中17个基因成簇分布于Pita位点附近，包括Pi4，Pi6，Pi12，Pi19，Pi20，Pi21，Pi24，Pi31，Pi32，Pi39，Pi42，Pi48，Pi157，Pita，Pita2，Pitq6，Pita3(Yu et al.,1991；Naqvi et al.,1996；Yu et al.,1996；Zheng et al.,1996；Ahn et al.,1997；Hayashi et al.,1998；Ahn et al.,2000；Bryan et al.,2000；Tabien et al.,2000；Zhuang et al.,2002；Sallaud et al.,2003；Hayashi et al.,2006；Liu et al.,2007；Li et al.,2008；Kumar et al.,2010；Huang et al.,2011；Chen et al.,2014)。这17个水稻抗瘟基因在在着丝粒附近构成了一个大的抗性基因簇，其中只有1个抗病基因Pita被克隆(Bryan et al.,2000)。另外3个水稻抗瘟基因Pi39，Pi51和PiGD-3被定位在第12染色体的长臂上(Liu et al.,2004；Yang et al.,2009；Wang et al.,2012)。但该基因簇中，还有更多的NBS-LRR成员等待人们进一步的挖掘和利用。

发明内容