[發(fā)明專利]一種水稻稻瘟病抗性基因RMg42及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711036909.2
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108753793B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 田大成;張玉涵;楊四海;張小輝
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/11;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/10;A01N47/44;A01P3/00;A01H6/46
• 代理公司: 江蘇銀創(chuàng)律師事務所 32242
• 代理人: 何紅梅

本發(fā)明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種水稻稻瘟病抗性基因RMg42及其應用。本發(fā)明公開了水稻稻瘟病新抗性基因RMg42的核苷酸序列及其編碼的氨基酸多肽序列。此基因屬于NBS?LRR類型抗病基因家族的成員。本發(fā)明中的抗稻瘟病基因克隆自對稻瘟病菌表現(xiàn)出高抗的水稻品系，并將其轉化至對稻瘟病菌感病的品種中，利用稻瘟病菌侵染的方法對其抗病能力進行評估，從而最終確定該基因對水稻稻瘟病具有抗性。

技術領域

本發(fā)明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種水稻稻瘟病抗性基因RMg42及其應用。

背景技術

自然界的植物在其生長發(fā)育過程中會受到種類繁多且數(shù)量龐大的病原菌的侵襲。植物病害每年給農(nóng)、林生產(chǎn)帶來巨大的損失，因此合理有效地防治植物病害是保障農(nóng)、林可持續(xù)發(fā)展所必須解決的關鍵問題之一。大量實踐證明，開發(fā)和利用已有的植物抗病種質資源是防治植物病害的最為有效的方法之一(Tanksley et al.2007；董玉琛，2001)。

在植物與病原菌長期互相作用的過程中，植物抗病基因(Plant ResistanceGene,R基因)發(fā)揮著極其重要的作用。當植物先天性的物理、化學屏障被少數(shù)病原物穿過之后，植物需要啟動自身基因組中固有的編碼基因——植物抗病基因的表達，以抵御病原物的進一步入侵。R基因根據(jù)其氨基酸基序組成及跨膜結構域的不同分為多種類型，其中NBS-LRR結構類型(Nucleotide-binding site and leucine-rich-repeat，即核苷酸結合位點和富亮氨酸重復蛋白)為最主要的抗病基因類型。1992年，Johal和Briggs從玉米中分離出了第一個植物抗病基因Hm1(Tanksley et al.2007；董玉琛，2001)，到目前為止，已經(jīng)有100多種植物抗病基因從不同的植物中得以克隆和分離，并且其中大多屬于NBS-LRR結構類型。由于這些基因在結構與功能上都具有高度的相似性，結合其獨特的遺傳與進化特征，為快速的克隆與鑒定這些基因提供了便利，也為高效地利用抗病種質資源提供了新的機遇。

傳統(tǒng)的抗病品種培育，通常是將優(yōu)質高產(chǎn)的品種與抗病性強的材料雜交，然后通過不斷的回交選育，最后得到抗病且優(yōu)質的新品種。盡管這一方法十分有效，但極其耗時，當新品種培育出來之后，可能對病原菌新進化產(chǎn)生的株系或小種表現(xiàn)為感病(Tanksley etal.2007)；經(jīng)典的圖位克隆方法利用抗病和感病的品種雜交，然后對大量的分離后代接種病菌、鑒定抗性、遺傳作圖等，最后在精確遺傳定位的基礎上進行克隆。這種方法取得了很好的效果，在植物抗病基因的克隆中起到了非常重要的作用(如抗白葉枯病基因Xa21的分離和利用，Song et al.1995)，但因其周期長、費時費力、分離和等位性檢測較難等原因，不適合大量克隆抗病基因的需要。同時，因抗病基因獨特的遺傳方式，也使該方法的應用受到了很大的限制。以水稻抗稻瘟病基因為例，該類基因在基因組中通常成簇(gene cluster)分布(Wang et al.1999；Liu et al.2002；Lin et al.2007)，在不同品種的同源染色體間的位置和結構也多呈不對稱分布，等位關系不明確，拷貝數(shù)變異大(Yang et al.2007；Dinget al.2007a；Sun et al.2008；Li et al.2010)。這些遺傳現(xiàn)象，大大增加了圖位克隆的難度，嚴重影響了抗病基因的克隆效率。

水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的糧食作物之一，同時也是我國最主要的栽培作物之一，但其每年都遭受到嚴重的病蟲害的侵擾，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的損失。其中，稻瘟病是分布最廣、危害水稻最嚴重的病害之一，嚴重影響到水稻的產(chǎn)量，全球每年由稻瘟病引起的水稻產(chǎn)量損失占11-30％(約合1.57億美元，http://www.fungalgenomics.ncsu.edu)，直接威脅到稻農(nóng)增收和國家的糧食安全。無論在世界還是在我國，解決稻瘟病難題一直是保障水稻持續(xù)生產(chǎn)的一個優(yōu)先研究的課題。