一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1、分子标记及应用制造技术

本发明专利技术属于生物技术领域，具体涉及一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1、分子标记及应用。本发明专利技术获得一种具有水稻稻瘟病非小种专化抗性的新基因QBR1。本发明专利技术还公开了QBR1基因的cDNA全长和氨基酸序列；本发明专利技术的QBR1基因可以用于培育抗病能力增强的植物新品种，或制备抗病能力增强的转基因植物。本发明专利技术还公开了一种QBR1基因的分子标记。本发明专利技术的QBR1基因和分子标记有利于对农作物品种抗病原物侵染能力的改良，对扩大作物种植范围，提高作物产量具有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1、分子标记及应用


[0001]本专利技术属于生物
；更具体地，本专利技术涉及一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1、分子标记及应用。

技术介绍

[0002]水稻是我国乃至全世界最重要的粮食作物之一，水稻稻瘟病是由子囊菌稻瘟菌(Magnaporthe grisea)引起的广泛发生在世界各稻区的最重要的病害之一，每年造成全球10％
‑
30％的水稻减产。我国的稻瘟病危害也相当严重，每年都因稻瘟病危害造成粮食生产重大损失，这与人口增加和耕地减少而带来的粮食增产压力形成尖锐矛盾。目前，防治稻瘟病的方法主要为化学防治和应用抗病品种。相对于化学防治方法，利用抗病品种更为经济有效，而且可以避免因大量使用农药而造成的对环境的危害和对自然界生物多样性的不良影响。然而，由于稻瘟病真菌生理小种演化迅速，部分抗病新品种在推广数年内抗性就会明显衰退，抗病无法持久化。因此改良水稻稻瘟病抗性需要发掘和利用新的稻瘟病菌生理小种抗谱不同的种质或基因资源。
[0003]由于稻瘟病危害的严重性，稻瘟病抗性基因遗传研究一直是分子生物学研究的热点。到目前为止，已经有27个抗稻瘟病基因被先后克隆和鉴定。它们分别为Pia，Pib，Pita，Pi1,Pi2，Pi9，Piz
‑
t，Pid2，Pid3，Pid3
‑
A4，Pi5，pi21，Pi25，Pi35，Pi36，Pi37，Pi50，Pi63，Pii，Pit，Pish，Pik，Pi
‑
CO39，Pik
‑
KA，Pikh/Pi
‑
54，Pikm，Pikp、Pb1。这些抗性基因分布在除水稻基因组第3染色体以外的其余11条染色体上。在水稻NBS
‑
LRR基因家族中，基因呈串连重复分布于同一遗传座位是一种非常普遍的现象。在已克隆的上述27个抗病基因中，除Pb1，Pi
‑
ta，Pid2和Pi36位于单基因座位上，其余23个基因分布于10个多基因座位上。主要包括1号染色体的Pi37座位、6号染色体的Pi2/9座位、9号染色体的Pi5座位、11号染色体的Pik座位。其中，位于靠近水稻6号染色体着丝粒区域的Pi2/9遗传座位，已经克隆了Pi2，Pi9，Piz
‑
t和Pi50等抗性基因，目前还发现Piz、Pigm、Pi26、Pi40、Pi2
‑
1、Pi2
‑
2等基因也都位于该位点，它们分别来源于不同的抗病品种，并且多数具有广谱抗性。
[0004]根据是否依赖于稻瘟菌无毒基因，水稻抗稻瘟病基因可以分为小种专化性(racespecific)和非小种专化性(non
‑
race specific)抗病基因。小种专化性抗稻瘟病基因虽然表现为完全抗性，但也容易因为稻瘟病菌生理小种的变化而丧失抗性。相对小种专化性抗病基因而言，非小种专化性抗病基因一般属于数量性状，效应较小而表现部分抗性，它不能阻止稻瘟病菌的侵染，但具有抗扩展和减轻病害的作用，因其降低了对病原菌的选择压而呈现广谱持久抗病的特点。因此，非小种专化性抗病基因在水稻抗稻瘟病育种中具有极高的利用价值。目前，已克隆的非小种专化性抗稻瘟病基因有pi21，Pi35，Pb1，均由日本科学家克隆。pi21是唯一被克隆的隐性抗稻瘟病基因，位于第4染色体上2个分子标记G271～G317之间。pi21是一个非小种专化性抗病基因，它激发的是一种慢速抗病反应，而这种低速诱导的抗病反应可能是一种新的持久抗病反应机制。Pb1基因来源于部分抗性籼稻品种Modan，编码一个包含1296个氨基酸的典型CCNBS
‑
LRR类抗病蛋白。Pb1在成株期抗性最
强，在不同生育期其抗性的强弱与基因表达水平的高低有关。Pi35是最近被克隆的一个稻瘟病小种非专化性抗病基因，位于1号染色体的Pi37座位。在该座位上的3个基因Pi37，Pish和Pi35序列高度一致，彼此间只有几个至十几个氨基酸残基的差异。Pi35基因的克隆提供了一个很重要的提示，就是在小种专化性抗病基因位点，通过序列变异，可以进化出非小种专化性抗病基因。携带Pi35基因的粳稻品种北海188和藤系138，在日本30多年来一直保持稳定的高水平叶瘟抗性，进一步证明了非小种专化性抗病基因对稻瘟病的持久稳定抗性。然而，非小种专化性抗病基因克隆数目有限，需要克隆更多的基因资源以提供给抗病分子育种应用；同时，对非小种专化性抗病基因的抗性机制基础理论研究还非常不够，需要进一步深入。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中稻瘟病非小种专化性抗病基因数量不够的技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1，其核苷酸序列全长如SEQ ID NO:1所示。
[0007]一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1的cDNA，所述cDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。
[0008]非小种专化抗性基因QBR1或非小种专化抗性基因QBR1的cDNA编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。
[0009]非小种专化抗性基因QBR1、非小种专化抗性基因QBR1的cDNA在提高水稻稻瘟病抗性中的应用。QBR1蛋白在提高水稻稻瘟病抗性中的应用。
[0010]优选地，所述稻瘟病抗性为子囊菌稻瘟菌抗性。
[0011]一种培育抗稻瘟病水稻品种的方法，所述方法为：将非小种专化抗性基因pi21、Pi35中至少一个基因与非小种专化抗性基因QBR1或非小种专化抗性基因QBR1的cDNA在水稻中聚合。
[0012]一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1的分子标记，所述分子标记包括下列七组引物组中至少一种:
[0013]第一组引物组序列包含SEQ ID NO:4和SEQ ID NO:5
[0014]SEQ ID NO:4(16640
‑
F):5
’‑
TGGCGACAATAAGCTTGGGA
‑3’
[0015]SEQ ID NO:5(16640
‑
R):5
’‑
GGCTACTACTCCCTCCGTCC
‑3’
；
[0016]第二组引物组序列包含SEQ ID NO:6和SEQ ID NO:7
[0017]SEQ ID NO:6(17000
‑
F):5
’‑
ACGGGTAGAGCTGCCAAATC
‑3’
[0018]SEQ ID NO:7(17000
‑
R):5
’‑
TAGCGAACTCAACCACCGAC
‑3’
；
[0019]第三组引物组序列包含SEQ ID NO:8和SEQ ID NO:9
[0020]SEQ ID NO:8(17570
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1，其特征在于，其核苷酸序列全长如SEQ ID NO:1所示。2.一种水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1的cDNA，其特征在于，所述cDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。3.由权利要求1所述的水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1或权利要求2所述非小种专化抗性基因QBR1的cDNA编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。4.由权利要求1所述的水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1、权利要求2所述的非小种专化抗性基因QBR1的cDNA或权利要求3所述的蛋白质在提高水稻稻瘟病抗性中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述稻瘟病抗性为子囊菌稻瘟菌抗性。6.一种培育抗稻瘟病水稻品种的方法，其特征在于，所述方法为：将非小种专化抗性基因pi21、Pi35中至少一个基因与权利要求1所述的非小种专化抗性基因QBR1或权利要求2所述的非小种专化抗性基因QBR1的cDNA在水稻中聚合。7.一种权利要求1所述的水稻稻瘟病非小种专化抗性基因QBR1的分子标记，其特征在于，所述分子标记包括下列七组引物组中至少一种:第一组引物组序列包含SEQ ID NO:4和SEQ ID NO:5SEQ ID NO:4:5
’‑
TGGCGACAATAAGCTTGGGA
‑3’
SEQ ID NO:5:5
’‑
GGCTACTACTCCCTCCGTCC
‑3’
；第二组引物组序列包含SEQ ID NO:6和SEQ ID NO:7SEQ ID NO:6:5
’‑
ACGGGTAGAGCTGCCAAATC
‑3’
SEQ ID NO:7:5
’‑
TAGCGAACTCAACCACCGAC
‑3’
；第三组引物组序列包含SEQ ID NO:8和SEQ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，肖贵，庄文，
申请(专利权)人：湖南杂交水稻研究中心，
类型：发明
国别省市：