[发明专利]玉米南方锈病抗性基因及其应用

说明书

本发明公开了一种玉米南方锈病抗性基因及其应用。本发明利用自交系京2416和京2416K的F₂分离群体进行遗传分析，表明京2416K中所含的抗性基因为单显性基因，命名为RppM。通过BSA重测序分析和遗传连锁分析将RppM定位于玉米第10号染色体短臂110‑kb的区间内，对该区间内的候选基因进行功能注释分析、序列比对分析和表达量分析，确定Zm00001d023265和Zm00001d023267为RppM的候选基因，并对两个基因进行分子克隆，获得两个基因的编码区序列。通过转基因实验验证证明：两个基因均具有提高玉米对南方锈病的抗性的功能，为玉米抗性育种提供了新的抗源材料和基因资源。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及玉米南方锈病抗性基因及其应用。

背景技术

玉米是我国种植面积最大，总产量最高的粮食和经济作物，在国民经济中占有重要地位。玉米病害是影响产量的重要因素。随着全球气候变化，耕作方式改变和新品种的推广，我国玉米病害的发生也有所改变，以往的一些次要病害(如锈病、瘤黑粉病等)上升为主要病害，对玉米的安全生产构成很大威胁。玉米南方锈病是由多堆柄锈菌Pucciniapolysora Underw.引起的真菌病害，主要分布在热带和亚热带地区，是一种危害极大的气传病害。近年来，该病害有向我国北方蔓延的趋势，一旦暴发、流行，一般引起减产20～30％，严重可高达80％以上，甚至绝收。由于传统的化学药剂的防治会导致病原菌的耐药性、环境污染及农药残留等诸多弊端，使其应用受到越来越多的限制。利用寄主自身的抗病性，既可以防治病害又可以减少农药的使用，而且在很多作物(如抗晚疫病的马铃薯品种、抗镰刀菌枯萎病的亚麻品种等)中已经取得成果。因此，利用抗源材料与抗病基因培育持久有效的抗病品种是解决病害问题的根本有效途径。

目前，我国玉米育种过程中，针对南方锈病，所利用的抗源材料大多来自于热带自交系，抗源过于单一。单一抗源难以抵御生理小种的变异，如美国利用抗性基因Rpp9成功控制南方锈病30年之久，近年来由于南方锈病生理小种发生致病性变异，致使Rpp9在非洲和夏威夷等地区基本失去抗性；美国原始的抗病自交系和来自抗源PI186208的杂交种也出现不同程度感病，Rpp9的抗性已基本丧失。因此，迫切需要发掘新的抗源和抗性基因，拓宽玉米抗病资源的种质基础，并应用于育种实践中，为分子标记辅助选择育种提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米南方锈病抗性基因及其应用。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种与玉米南方锈病抗性相关的蛋白质。

本发明所提供的与玉米南方锈病抗性相关的蛋白质来源于玉米自交系京2416K，为如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：

a)由序列表中序列2或序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

b)在序列表中序列2或序列4所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；

c)将序列表中序列2或序列4所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；

d)与a)-c)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。

上述b)中的蛋白质，所述标签具体如表1所示。

表1、标签的序列