一种利用植物抗病基因富集簇的分子育种方法及其应用_2

文档序号:9344401阅读:来源:国知局
种中的直接应用,具有重大的经济 价值和生态效应。
[0032] 本发明与现有技术的区别在于,具有如下优点:
[0033] (1)该方法以水稻抗稻瘟病育种为例,对高抗品种中快速变异的基因簇,进行大量 的克隆和抗病性鉴定,筛选出含有2-6个广谱高抗基因的富集簇;借助高密度的分子标记, 把1个或多个抗病基因富集簇,通过杂交、回交、标记筛选的方法,集中到适应不同环境的 优良品种或中介品种中,同时用多个广谱高抗的基因改良优良品种的抗病性;通过中介品 种作为桥梁,可更容易的改造优良品种的抗病性。
[0034] (2)本发明以高抗稻瘟病的品系为材料,对富含抗稻瘟病基因的候选富集簇进行 大量的克隆和抗病行鉴定,再借助高密度的分子标记,把1个或多个抗病基因富集簇,每个 富集簇含有2-8个抗病基因,其中多个为广谱高抗基因,通过杂交、回交、标记筛选的方法, 集中到适应不同环境的中介品种中或直接获得应用品种;或再通过中介品种作为桥梁,改 造优良品种的抗病性,从而形成新的抗性的优良品种。
[0035] (3)本发明只需检测富集簇的特有标记,同时最大程度保留优良目的品种的标记, 本发明只需检测富集簇的特有标记,同时最大程度保留目的品种的标记,仅最后一代做抗 病鉴定,从而大大提高育种效率、缩短育种年限、精确实现育种目标。仅最后一代做抗病性 鉴定,从而大大提高育种效率、缩短育种年限、实现分子精确定位育种目标。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明流程不意图;
[0037] 图2为实施例1中利用抗稻瘟病富集簇育成抗病新品系的流程示意图;
[0038] 图3为水稻稻瘟病的感性和抗性表型图。
【具体实施方式】
[0039] 以下通过实施例进一步说明本发明。应该理解的是,这些实施例是本发明的阐释 和举例,并不以任何形式限制本发明的范围。
[0040] 下述实施例中所用方法如无特别说明,均为常规方法。
[0041] 如图1所示,本发明提供了一种利用植物抗病基因富集簇的分子育种方法,包括 如下步骤:
[0042] (1)抗稻瘟病基因富集簇的挖掘与功能验证:筛选含抗稻瘟病基因的候选基因 簇,选择15-20个高抗稻瘟病的水稻品系;
[0043] 对候选富集簇的每一个基因进行克隆,通过遗传转化这些基因到感病品系,最后 用不同小种的稻瘟病菌鉴定其抗性;筛选2个或多于2个抗病基因的富集簇,其中包括广谱 高抗的基因;筛选含抗稻瘟病基因的候选基因簇,根据NBS-LRR基因簇数量、进化速率、品 种间同一基因簇拷贝数量变化及核苷酸差异度遗传特征来进行挑选。水稻品系为Tetep,谷 梅 2 号,Moroberekan、LAC23 或 PAI KAN TA0〇
[0044] (2)挑选抗病基因位点:挑选可靠的抗病基因富集簇,只需一个标记,即一个单 位,就代表了 2个或更多的抗病基因,选择1个或多个富集簇作为导入对象;
[0045] (3)培育中介品种:每一个富集簇,都来源于一个特定抗源品系,不同的富集簇, 来源于同一抗源或来自不同抗源;
[0046] 这些抗源与数个具备优良农艺性状的水稻品种杂交获得"中介品种",使每一个中 介品种含有1个或多个富集簇,平均5个以上抗稻瘟病基因;
[0047] 中介品种的富集簇区段要保证纯合,其余则无需纯合,可以自交繁殖;
[0048] 对中介品种和抗源亲本均需全基因组测序来获取高密度标记;
[0049] 优良的中介品种也可直接作为抗病的优良品种;挑选具备优良性状的水稻品种, 将其与含富集簇的抗源品系进行杂交,得到富集簇区段纯合的中介品种。
[0050] (4)筛选目的品种:在广泛推广的高产优质但抗稻瘟病欠佳;或开始丧失抗性的 优良品种中;或在区试中表型优异但抗稻瘟病欠佳的品系中,选择数十个目的品种作为抗 病性改造对象,对每一个目的品种全基因组测序并与中介品种比较,从而在每一个Mb的染 色体上找到3-5个特定遗传标记;
[0051] (5)定位选育抗病品种:对每一个目的品种都与1-2个中介品种杂交并回交,对回 交子代幼苗提取DNA,用PCR检测96遗传标记,大约每3个Mb -个标记;
[0052] 选择具有富集簇标记,但其余标记均为目的品种的株系;再回交1-2次,用更多标 记进行检测,保证除了富集簇标记而外,均为目的品种的遗传标记;目的品种和中介品种每 Mb染色体上为特定遗传标记。
[0053] 同时,观察育成品种优良农艺性状是否保持;最后,观察育成品种的表型是否抗性 变强。抗稻瘟病基因的DNA序列及编码的蛋白质序列,抗稻瘟病基因的富集簇信息,培育成 的含有抗稻瘟病基因富集簇的中介品种,
[0054] 选育的抗病品种,要求该品种除了抗病基因的富集簇标记而外,其余均为目的品 种的遗传标记。选育的抗病品种,要求其稻瘟病抗性变强并能保持优良农艺性状。
[0055] 本发明所述的含多个抗病基因的富集簇,其包含的稻瘟病抗性基因的核苷酸序列 分别如SEQIDN0:1-15所示。
[0056] 本发明含有所述的稻瘟病抗性基因的载体。
[0057] 本发明所述的稻瘟病抗性基因所编码的蛋白,其氨基酸序列如SEQIDN0:16-30。
[0058] 本发明所述的稻瘟病抗性基因在制备转基因抗稻瘟病水稻的应用。
[0059] 本发明所述的载体用于转化水稻从而制备转基因抗稻瘟病水稻中的应用。
[0060] 本发明的分子育种方法得到的水稻的稻瘟病性强并能保持优良农艺性状。选育成 的仅含富集簇标记和目的品种遗传标记的抗病品种,最终育成的高产、优质、抗病的新水稻 品系。利用植物抗病基因富集簇的分子育种,可望与高产优质品种相结合,避开转基因技 术,实现作物抗病育种方法的突破,形成一套全新、高效的作物育种体系。可以供其他农艺 性状精准定位育种借鉴与应用;抗病基因在育种中的直接应用,具有重大的经济价值和生 态效应。
[0061] 本发明与现有技术的区别在于,具有如下优点:
[0062] (1)该方法以水稻抗稻瘟病育种为例,对高抗品种中快速变异的基因簇,进行大量 的克隆和抗病性鉴定,筛选出含有2-6个广谱高抗基因的富集簇;借助高密度的分子标记, 把1个或多个抗病基因富集簇,通过杂交、回交、标记筛选的方法,集中到适应不同环境的 优良品种或中介品种中,同时用多个广谱高抗的基因改良优良品种的抗病性;通过中介品 种作为桥梁,可更容易的改造优良品种的抗病性。
[0063] (2)本发明以高抗稻瘟病的品系为材料,对富含抗稻瘟病基因的候选富集簇进行 大量的克隆和抗病行鉴定,再借助高密度的分子标记,把1个或多个抗病基因富集簇,每个 富集簇含有2-8个抗病基因,其中多个为广谱高抗基因,通过杂交、回交、标记筛选的方法, 集中到适应不同环境的中介品种中或直接获得应用品种;或再通过中介品种作为桥梁,改 造优良品种的抗病性,从而形成新的抗性的优良品种。
[0064] (3)本发明只需检测富集簇的特有标记,同时最大程度保留优良目的品种的标记, 本发明只需检测富集簇的特有标记,同时最大程度保留目的品种的标记,仅最后一代做抗 病鉴定,从而大大提高育种效率、缩短育种年限、精确实现育种目标。仅最后一代做抗病性 鉴定,从而大大提高育种效率、缩短育种年限、实现分子精确定位育种目标。
[0065] 实施例1
[0066] 如图2和图3所示,本发明提供了一种利用植物抗病基因富集簇的分子育种方法, 包括如下步骤:
[0067] (1)抗稻瘟病基因富集簇的挖掘与功能验证:挑选抗稻瘟病基因富集簇:在前期 的研究中,专利【申请号】201210453400. 9,我们已经获得了 168个功能性抗稻瘟病基因, 其中包含27个抗谱广、抗性强的基因。经分析获得5个抗稻瘟病基因的富集簇。每个 富集簇含2-5个抗病基因,其中广谱高抗基因1-2个。其中有4个富集簇来自于广谱高 抗的水稻品种Tetep,我们分别将其命名为RMg-Cl (cluster lof genes resistant to Magnap
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