[發明專利]一種水稻稻瘟病抗性改良的育種方法

在審

• 申請號: 202011304418.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112391407A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 彭強;李佳麗;張大雙;吳嫻;朱速松
• 申請（專利權）人: 貴州省水稻研究所
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46;C12Q1/6895
• 代理公司: 貴陽易博皓專利代理事務所(普通合伙) 52116
• 代理人: 田常娟

本申請公開了一種水稻稻瘟病抗性改良的育種方法，該方法包括：選擇功能缺失產生抗性的廣譜抗性基因Pi21和Pid3；選擇基因Pi21和Pid3的基因編輯位點，并擴增抗病基因的U3或U6 RNA啟動子，構建CRISPR/Cas9載體；將CRISPR/Cas9載體導入愈傷組織，通過抗性篩選和分化培養得到T0代轉基因植株；檢測所述T0代轉基因植株的檢測子代植株是否含有Cas9外源DNA；篩選功能基因敲除的突變株系，并且擴增突變株系的靶位點DNA，TA克隆測序得到DNA突變信息；在后代中篩選不含Cas9外源DNA的，并且抗病基因Pi21或Pid3發生純合突變的改良株系。通過本申請解決相關技術中通過CRISPR/Cas9基因編輯技術得到的新品種仍然會受到稻瘟病的侵害的問題，提高了水稻對稻瘟病的抗病性。

技術領域

本申請涉及屬于結合基因工程技術的水稻品種改良領域，具體而言，涉及一種水稻稻瘟病抗性改良的育種方法。

背景技術

近年來，CRISPR/Cas9基因編輯技術發展較為迅速。CRISPR/Cas9系統已經逐漸發展為遺傳育種中改良作物的有效手段，可針對某些有優質稻卻存在不良性狀的材料進行基因位點編輯，從而獲得兼并優良品質與性狀的新品種。

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最主要的糧食作物之一。但其產量每年都會受制于稻瘟病的暴發，被稻瘟病侵染一般會造成10％-20％的減產，發病嚴重時可達到40％-50％，有的地區甚至絕產。稻瘟病的危害不僅表現在嚴重的產量損失，也會嚴重影響稻米品質。常規育種主要是依靠抗性表型來進行選擇，但高度依賴水稻品種、致病小種等因素，選育效率不高，且耗時長。因此，提高稻瘟病抗性，對提高水稻產量仍然有著重要意義。

稻瘟病是由稻瘟病原菌(Magnaporthe oryzae)侵染引起的病害，在水稻整個生育期中都可發生。目前，除了第3號染色體沒有發現抗性基因之外，其余染色體上都有抗性基因分布，現已有二十多個稻瘟病抗性基因得到克隆且進行功能驗證(易怒安,李魏,戴良英.水稻抗稻瘟病基因的克隆及其分子育種研究進展[J].分子植物育種,2015,13(07):1653-1659)。Pid3基因是Shang等(Shang J J,Tao Y,Chen X,et al.Identification of a newrice blast resistance gene,Pid3,by genomewide comparison of pairednucleotide-binding site--leucine-rich repeat genes and their pseudogenealleles between the two sequenced rice genomes.Genetics.2009Aug；182(4):1303-11)通過設計特異于日本晴NBS-LRR假基因等位基因的PCR分子標記，比較秈稻和粳稻假基因化差異，從秈稻品種‘地谷’中鑒定出來的一個主效稻瘟病抗性基因。

之后Chen等(Chen J,Shi Y,Liu W,et al.A Pid3 allele from rice cultivarGumei2 confers resistance to Magnaporthe oryzae.J Genet Genomics.2011May20；38(5):209-16)從秈稻品種‘谷梅2號’中利用圖位克隆方法分離出一個新的稻瘟病抗性等位基因Pi25，分析表明與Pid3蛋白序列完全一致。Pid3位于第六號染色體上，其cDNA全長為2970bp，包含兩個外顯子，編碼923個氨基酸，含有NBS-LRR結構域和MHD基序的蛋白產物(趙文,王靜,李偉滔,等.應用GST pull-down技術篩選水稻抗稻瘟病蛋白PID3互作蛋白的研究[J].植物病理學報,2015,45(05):476-485)。

但是發明人發現，新品種仍然會受到稻瘟病的侵害，從而造成減產等問題。

發明內容

本申請提供一種水稻稻瘟病抗性改良的育種方法，以解決相關技術中新品種仍然會受到稻瘟病的侵害，從而造成減產等問題。