[發明專利]玉米南方銹病抗性基因及其應用

有效

• 申請號: 202110676913.5
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113372424B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王帥;趙久然;宋偉;張如養;蘇愛國;王元東;邢錦豐;王帥帥
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種玉米南方銹病抗性基因及其應用。本發明利用自交系京2416和京2416K的F₂分離群體進行遺傳分析，表明京2416K中所含的抗性基因為單顯性基因，命名為RppM。通過BSA重測序分析和遺傳連鎖分析將RppM定位于玉米第10號染色體短臂110?kb的區間內，對該區間內的候選基因進行功能注釋分析、序列比對分析和表達量分析，確定Zm00001d023265和Zm00001d023267為RppM的候選基因，并對兩個基因進行分子克隆，獲得兩個基因的編碼區序列。通過轉基因實驗驗證證明：兩個基因均具有提高玉米對南方銹病的抗性的功能，為玉米抗性育種提供了新的抗源材料和基因資源。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及玉米南方銹病抗性基因及其應用。

背景技術

玉米是我國種植面積最大，總產量最高的糧食和經濟作物，在國民經濟中占有重要地位。玉米病害是影響產量的重要因素。隨著全球氣候變化，耕作方式改變和新品種的推廣，我國玉米病害的發生也有所改變，以往的一些次要病害(如銹病、瘤黑粉病等)上升為主要病害，對玉米的安全生產構成很大威脅。玉米南方銹病是由多堆柄銹菌Pucciniapolysora Underw.引起的真菌病害，主要分布在熱帶和亞熱帶地區，是一種危害極大的氣傳病害。近年來，該病害有向我國北方蔓延的趨勢，一旦暴發、流行，一般引起減產20～30％，嚴重可高達80％以上，甚至絕收。由于傳統的化學藥劑的防治會導致病原菌的耐藥性、環境污染及農藥殘留等諸多弊端，使其應用受到越來越多的限制。利用寄主自身的抗病性，既可以防治病害又可以減少農藥的使用，而且在很多作物(如抗晚疫病的馬鈴薯品種、抗鐮刀菌枯萎病的亞麻品種等)中已經取得成果。因此，利用抗源材料與抗病基因培育持久有效的抗病品種是解決病害問題的根本有效途徑。

目前，我國玉米育種過程中，針對南方銹病，所利用的抗源材料大多來自于熱帶自交系，抗源過于單一。單一抗源難以抵御生理小種的變異，如美國利用抗性基因Rpp9成功控制南方銹病30年之久，近年來由于南方銹病生理小種發生致病性變異，致使Rpp9在非洲和夏威夷等地區基本失去抗性；美國原始的抗病自交系和來自抗源PI186208的雜交種也出現不同程度感病，Rpp9的抗性已基本喪失。因此，迫切需要發掘新的抗源和抗性基因，拓寬玉米抗病資源的種質基礎，并應用于育種實踐中，為分子標記輔助選擇育種提供技術支撐。

發明內容

本發明的目的是提供一種玉米南方銹病抗性基因及其應用。

為實現上述目的，本發明首先提供了一種與玉米南方銹病抗性相關的蛋白質。

本發明所提供的與玉米南方銹病抗性相關的蛋白質來源于玉米自交系京2416K，為如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白質：

a)由序列表中序列2或序列4所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

b)在序列表中序列2或序列4所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白；

c)將序列表中序列2或序列4所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白質；

d)與a)-c)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白質。

上述b)中的蛋白質，所述標簽具體如表1所示。

表1、標簽的序列