水稻Pi9位点6个稻瘟病抗性基因特异分子标记的开发及应用

杨好; 黄衍焱; 易春霖; 石军; 谭楮湉; 任文芮; 王文明; 《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：[目的]水稻Pi9位点由多个串联的同源NLR基因组成,从中已克隆了超过10 个优良的稻瘟病抗性基因.论文旨在鉴别水稻亲本Pi9位点抗性基因的组成,促进该位点基因快速、精准地应用于水稻抗性育种.[方法]对比Pi9位点已克隆抗性基因的序列,从中发掘各基因特异的核苷酸位点;然后将各目标基因分别与数据库(Rice Resource Center)中的 155个水稻基因组进行比对分析,进一步从中筛选出特异最强的核苷酸位点,用于Pi2、Piz-t、Pi9、Pi9-type5、PigmR和Pid4 6 个抗性基因特异分子标记的开发;以 24 个抗稻瘟病单基因系、阳性对照和 110 个四川盆地水稻亲本为鉴定对象,通过优化PCR扩增条件、测序或基因组数据分析检验分子标记鉴定结果的准确性.由于该位点基因的同源性较高、基因间常常拥有一些相同的特异位点,导致许多抗性基因很难用一对分子标记进行精准鉴定,因此采用多对分子标记共同鉴定的方式;另外许多特异位点为单碱基差异,因此需要对差异位点旁的碱基进行特异突变,使引物的3′端具有两个碱基的错配,以提高PCR扩增的特异性.[结果]最终为6个Pi9位点的抗性基因开发了有效的分子标记,发现32.09%的参试水稻材料含有Pi9位点抗性基因.Pi9、Pid4、PigmR、Piz-t、Pi2和Pi9-type5分别存在于1、7、8、14、23和33个水稻材料中,其中Pi9仅存在于单基因系中.这些抗性基因通常两个或多个组合在一起,同时存在于一个水稻材料中.其中Pi9-type5往往与Pi2或Piz-t成对出现,仅在成恢 993、HR2168 和绵恢 365 3 个亲本中单独存在.雨恢 38 含有的Pi9位点抗性基因最多,分别有Pi2、Pi9-type5、PigmR和Pid4.川谷B、川农4B、内香6B和双1B中均同时含有Piz-t、PigmR和Pid4 3个抗性基因.千乡 654B中含有Piz-t和Pid4两个抗性基因.[结论]为Pi9位点的 6 个同源稻瘟病抗性基因开发了特异的分子标记,明确了四川盆地110个水稻亲本Pi9位点的抗性基因组成,揭示了Pi9位点抗性基因丰富的组合形式,为水稻育种的抗原选择提供了明确参考.

关键词： 水稻 稻瘟病 Pi9位点 同源基因 分子标记