[发明专利]水稻抗褐飞虱QBph3和QBph4基因的分子标记

说明书

本发明属于水稻分子标记制备技术领域，具体涉及同时来自抗虫导入系IR02W101的两个水稻抗褐飞虱主效基因QBph3和QBph4的分子标记，将感虫品种珍汕97与IR02W101杂交、回交和自交获得BC₁F₂各单株的基因型，结合F_2:3各家系的苗期褐飞虱抗性级别作遗传连锁分析，将IR02W101的抗性基因QBph3精细定位于第3染色体长臂标记t6和f3之间，得到共分离标记c3‑14、紧密连锁标记q1和m3；将QBph4精细定位于第4染色体短臂标记p17和xc4‑27之间，得到紧密连锁标记p6、p9、c4‑5、xc4‑7、HJ16、J417和IN156。本发明可有效检测抗虫导入系IR02W101及衍生品种中是否含有该主效基因位点。

技术领域

本发明属于植物分子标记制备技术领域。具体涉及到同时来源于导入系IR02W101中两个水稻抗褐飞虱基因QBph3和QBph4紧密连锁的分子标记的制备，以及所述的分子标记在水稻褐飞虱抗性育种和品种改良上的应用。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物，褐飞虱是目前活跃于东南亚稻区的主要害虫。它是一种典型的刺吸式害虫，通过其口针吸食稻株韧皮部汁液，轻者引起水稻营养物质运输受阻，影响千粒重，重则引起稻株下部干枯、腐烂、倒瘫，称之为“虱烧”，导致水稻大面积减产甚至绝收。目前防治褐飞虱主要依靠化学杀虫剂，但是这种方法费时费工，且污染环境。同时，杀虫剂的过量使用还会杀死其天敌及增强抗药性，最终会引起飞虱的再次猖獗。利用水稻自身的抗性基因来培育抗虫品种是目前最为经济有效的防控褐飞虱的方法。

迄今，已经在籼稻和野生稻中共发现和报道了至少29个褐飞虱抗性基因(Wu etal.2014)。其中有14个基因(Bph1、bph2、Bph3、Bph6、Bph9、Bph12、Bph14、Bph15、Bph18、Bph19、Bph20、Bph21、Bph27和Bph28)已经应用分子标记精细定位到水稻染色体某一特定区段内。最近一个较大的进展是Bph14的克隆，该基因属于CC-NBS-LRR基因家族，编码的蛋白质与植物抗病性相关(Du et al.2009)。但是褐飞虱抗性基因的遗传基础研究依然进展缓慢，而可供育种应用的基因更是少之甚少。因此迫切需要挖掘更多的优良抗性基因，并将其导入到常规品种中以增强其褐飞虱抗性。

一般来说，野生稻中富含优良的抗性基因，特别是褐飞虱抗性基因。但是野生稻往往带有其它不良性状，且由于与栽培稻亲缘关系较远，很难与栽培稻杂交或是杂交后代种子育性较低甚至不育。因此直接利用野生稻中的抗性基因将难于操作。通过回交育种和抗性筛选将野生稻中的抗性基因导入到栽培种中，获得一系列抗性明显改良的导入系，并通过感虫亲本与导入系杂交构建F₂分离群体，结合分子标记遗传图谱来定位褐飞虱抗性基因是目前从野生稻中发掘褐飞虱抗性基因的一种有效方法。目前已利用导入系定位了很多来自野生稻的优良抗性基因，如来自于小粒野生稻的Bph20、Bph21(Rahman et al.2009)，来自于澳洲野生稻的Bph10、Bph18(Ishii et al.1994；Jena et al.2006)，来自于药用野生稻的Bph14、Bph15、bph11、Bph13(Huang et al.2001；Hirabayashi et al.1998；Renganayaki et al.2002)等。

目前，只有很少的褐飞虱抗性基因被用于水稻育种而在生产上应用。且已有证据表明单个主效抗性基因的导入并不能持久解决褐飞虱逐年爆发的问题。多个抗性基因的聚合以及轮换能够获得持久抗性，并有效地遏制褐飞虱频繁爆发。由于抗虫性鉴定的复杂性，利用常规育种手段往往难以有效导入或聚合多个抗褐飞虱基因以培育抗虫品种。本发明通过构建遗传群体和发展分子标记，成功发现了两个新的褐飞虱抗性基因，并开发了一系列与抗性基因紧密连锁或共分离的分子标记，借助分子标记辅助选择(Marker-assistedselection,MAS)技术可以有目的地将抗虫基因精确导入和聚合，从而高效率快速选育持久抗褐飞虱品种，有效抑制褐飞虱种群数量，节约人工和农药成本，保持水稻稳产和增产。

发明内容