[发明专利]水稻抗褐飞虱基因Bph30及其紧密连锁的分子标记

说明书

本发明提供了水稻抗褐飞虱基因Bph30及其紧密连锁的分子标记。所述水稻抗褐飞虱基因Bph30的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其cDNA序列如SEQ ID No.2，所示抗褐飞虱基因Bph30与分子标记S7紧密连锁，可以利用S7筛选含有Bph30基因的抗褐飞虱水稻品种。通过遗传转化和杂交，将Bph30基因转入普通水稻品种，能够提高水稻对褐飞虱的抗性，从而减轻褐飞虱产生的危害，达到增产和稳产的目的。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种水稻抗褐飞虱基因Bph30及其紧密连锁的分子标记。

背景技术

水稻是一种重要的粮食作物，世界上有超过一半的人以其为主食。同时，由于水稻基因组精细遗传图和物理图谱已完成，其转基因技术相对容易，并且与其它禾本科作物基因组具有共线性，因而被视做模式植物。随着包括水稻在内的多种生物基因组测序的完成，人类开始进入后基因组时代。全面开展功能基因组研究已成为生命科学的前沿领域。因此水稻功能基因的研究对社会经济发展和生物学研究具有重大意义。

粮食安全问题，是全世界人民面临的挑战。50、60年代的矮化育种和70年代的杂交水稻培育两次科技革命使水稻产量大幅度提高。但近几十年来水稻受到大面积的病虫为害，使水稻生产受到威胁。褐飞虱是我国水稻生产中的主要害虫，其成虫和若虫以口针刺吸水稻汁液，引起黄叶或枯死，导致减产或绝收。据中国农业年鉴记载，1966、1969、1973、1977、1983和2003年全国性大发生，1987、1991、2005、2006和2007年全国性特大发生，褐飞虱危害面积达到水稻总面积的50％以上，给我国水稻生产造成了严重的损失。目前我国每年水稻褐飞虱发生面积为2000万公顷以上，每年因褐飞虱危害造成的直接产量损失达280万吨以上。褐飞虱已对我国水稻生产安全形成严重威胁。

目前，褐飞虱已经成为我国水稻生产中的第一大虫害，对我国当前粮食安全已形成严重威胁。长期以来，褐飞虱的防治主要是依靠施用化学杀虫剂。由于褐飞虱爆发多发生在水稻成熟灌浆期，此时稻株长势旺盛，将杀虫剂施到稻株基部的操作非常困难。事实上由于化学杀虫剂的连年大量施用，褐飞虱抗药性成倍增加，使药剂防治的效果有限。同时使用化学杀虫剂防治褐飞虱，一方面增加了农民的生产成本，另一方面化学杀虫剂还造成对非目标生物的毒杀、对环境和粮食污染等环境和生态问题。

利用抗褐飞虱基因培育抗虫水稻品种是褐飞虱综合防治中最为经济有效的方法。国际水稻研究所(IRRI)的研究结果和东南亚的水稻生产实践证明，即使是只有中等抗性水平的水稻品种，也足以将褐飞虱的群体控制在造成危害的水平以下，不至于对水稻造成实际的危害和产量损失。因此，挖掘水稻抗褐飞虱基因并在水稻育种项目中应用是防治水稻褐飞虱的根本措施。

水稻抗褐飞虱基因的研究始于上世纪70年代初。至今已经在普通栽培稻和野生稻资源中鉴定和定位了二十多个水稻抗褐飞虱的主效抗虫基因(具体综述见Jena等，2010.Current status of Brown Planthopper(BPH)resistance and genetics.Rice2010(3),161-171)。其中，Bph14基因已经成功克隆，这是国际上首次利用图位克隆法分离得到的第一例水稻抗虫基因(Du et al 2009)。

图位克隆(map-based cloning)又称为定位克隆(positional cloning)，是随着分子标记遗传连锁图谱的发展而发展起来的一种基因克隆技术。图位克隆法步骤包括对目标基因进行遗传定位、物理定位、序列分析及遗传转化验证功能。从理论上讲，任何一个能定位的基因都可用图位克隆法分离。图位克隆法一般适合于基因组比较小的物种，如单子叶模式植物水稻，具有基因组小、基因组物理距离与遗传距离之比小而且标记丰富的特点，是最适合应用图位克隆法分离目的基因的作物之一。

发明内容