[发明专利]水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明属于农作物生物技术领域，具体涉及水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记及其应用。

背景技术

水稻是中国乃至世界上最重要的粮食作物之一，但其生产遭受稻瘟病严重危害。在世界范围内，由稻瘟菌（Magnapothe oryzae）引起的稻瘟病常年可造成水稻产量10-30%的损失（Dean等，2005）。长期的生产实践表明，选育和利用抗病水稻品种是防治稻瘟病最有效、最经济、对环境安全的方法。

传统抗病水稻品种选育，主要依赖于苗期抗性接种表型鉴定或在稻瘟病易发区进行抗性表型筛选，容易因环境、气候等稻瘟发病条件的变化而受影响，导致鉴定结果不准确，育种效率偏低。此外，不少抗病基因间存在表型上的抗谱重叠性，传统育种依靠表型选择，难以鉴定到聚合多抗病基因的持久广谱抗病品种。

分子标记辅助选择是随着现代分子生物学、分子遗传学的发展而产生的农作物育种新技术。这一技术主要通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记基因型，实现对目标基因的选择。在作物抗病育种中，分子标记辅助选择能够提高选择可靠性，加快育种进程。此外，基于对目标基因紧密连锁分子标记的检测，还能够实现多个抗病基因聚合，培育持久抗病品种的目标。

Pi2基因是一个抗谱很广的水稻抗稻瘟病基因。Chen等（2001）以来源于中国中部和南部稻区的792个生理小种接种携带Pi2基因的水稻近等基因系C101A51，发现C101A51对超过92%的生理小种表现抗性；Liu等（2002）研究表明，携带Pi2基因的水稻近等基因系C101A51对来自13个国家的36个生理小种表现抗性。这些结果表明Pi2基因在水稻抗稻瘟病育种中具有重要的应用价值。因此，建立Pi2基因的分子标记，对充分利用该基因培育抗稻瘟病水稻新品种，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记及其应用。通过检测该分子标记，可以准确判断所检测水稻材料是否具有抗病基因Pi2，显著提高培育抗稻瘟病水稻品种的效率。

本发明通过分析抗稻瘟病功能基因Pi2及其上、下游区间的序列，发现与其它不含Pi2功能基因水稻品种基因组中等位区间的序列相比，Pi2功能基因的起始密码子ATG上游约28.3 kb区间存在一个27 bp的插入/缺失位点，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；同时，Pi2功能基因的终止密码子TGA下游2236/2237 bp之间存在一个53 bp的插入/缺失位点，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

基于上述发现，本发明提供了一种水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记，分为上游分子标记和下游分子标记，分别针对核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的特异性插入/缺失位点多态。

所述的水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记的引物组合Pi2U-F/Pi2U-R，由如SEQ ID NO.3所示的DNA序列和如SEQ ID NO.4所示的DNA序列组成，用于扩增上游分子标记。

所述的水稻抗稻瘟病基因Pi2的分子标记的引物组合Pi2D-F/Pi2D-R，由如SEQ ID NO.5所示的DNA序列和如SEQ ID NO.6所示的DNA序列组成，用于扩增下游分子标记。

根据上述引物组合，本发明还提供了一种检测水稻抗稻瘟病功能基因Pi2的分子标记的方法，包括以下步骤：

1）提取水稻样品基因组DNA；

2）利用权利要求3所述的引物组合Pi2U-F/Pi2U-R和权利要求4所述的引物组合Pi2D-F/Pi2D-R对水稻样品基因组DNA进行PCR扩增，根据Pi2U-F/Pi2U-R的扩增产物是否为一条144 bp条带，并且Pi2D-F/Pi2D-R的扩增产物是否为一条195 bp条带，判断所检测水稻样品基因组是否具有水稻抗稻瘟病基因Pi2，即如果利用Pi2U-F/Pi2U-R和Pi2D-F/Pi2D-R能够分别扩增出一个144 bp和195 bp的标记片段，则标志着该水稻样品基因组中存在抗稻瘟病基因Pi2。

本发明另外保护了一种选育水稻抗稻瘟病品种的方法，包括以下步骤：

1）以含有抗稻瘟病基因Pi2的水稻品种C101A51或其衍生系为亲本材料，与其他水稻品种杂交或回交并繁衍后代群体；