[发明专利]一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用

说明书

本发明公开了一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用，主要以一个抗稻飞虱的籼稻恢复系蜀恢715(R715)为实验材料，通过抗性鉴定，遗传分析和基因定位对R715进行抗性研究，并结合基因编辑技术手段发现了新的抗稻飞虱基因RPH715，该水稻抗稻飞虱基因RPH715的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；本发明还保护基于该基因培育抗稻飞虱水稻的方法，本发明提供的含此抗性基因的水稻材料和发明人开发的此抗性基因的分子标记可以用来创制新的抗稻飞虱水稻。另外，该基因也可用于转基因抗稻飞虱水稻的产生。该稻飞虱抗性基因为构建新型水稻抗稻飞虱育种体系提供了必要的元件，在生产实践中具有重要的意义。

技术领域

本发明属于植物基因工程和植物抗虫育种领域，具体地说，涉及一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是世界三大主要粮食作物之一。目前全球有近一半的人以水稻为生，全球水稻种植面积约为1.67亿hm²，中国2020年水稻播种面积约为3000万hm²。它不仅满足了我国国民的生存需求，同时通过国际之间的贸易，水稻被广泛的出口到国外，为我国经济的发展和增长提供了重要的支持。20世纪以来，全球水稻产业呈现面积、总产、单产、消费、进出口齐增长的态势，因此，水稻产量对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用。

农作物病虫害一直是威胁粮食安全的重要因素，随着全球气候变暖以及农业种植结构调整等原因导致病虫害爆发和流行更加频繁。长期的实践已经证明利用抗病虫基因，培育抗病虫品种，提高农作物的抗性是最经济、有效地控制病虫害发生的可持续发展策略。

稻飞虱，又称稻虱，别名火蜢、火旋、化秆虫等，是同翅目(Homoptera)飞虱科(Delphacidae)。它是一种具有刺吸式口器的昆虫。它是水稻生产中最严重的害虫。2020年9月15日，褐飞虱被中国农业农村部列入一类农作物病虫害名录。研究表明，大约在25万年前稻飞虱从李氏禾转移到稻属植物上，此后水稻成为稻飞虱的主要寄主。历史上，稻飞虱一直是水稻生产中的次要害虫。近几十年来，由于水稻品种和生产模式的变革，稻飞虱发展成为水稻生产中危害最严重的主要害虫之一。人们还发现，稻飞虱能产生致害性变异，形成适应抗性品种的种群即生物型。因此，持久抗性是全球抗稻飞虱水稻育种面临的主要挑战。

目前我国对稻飞虱的防控策略包括化学防控、生物防控、农业防控、培育抗性品种。生物防控指加强保护和利用稻飞虱的自然天敌及其他有益生物进而达到防控效果，如保护青蛙、蜘蛛等天敌，稻田养鸭等。但此类措施因为操作复杂性及成本问题，很难被农民接受。农业防控指对稻田进行科学水肥管理，适时烤田，避免偏施氮肥，防止水稻后期贪青徒长，创造不利于稻飞虱滋生繁殖的生态条件，进而对稻飞虱进行防控。但是此种方法对于稻飞虱的防控效果并不理想。培育抗性品种是指使水稻自身来抵御稻飞虱。目前种植的大多数水稻品种对稻飞虱抗性较差，主要依靠化学杀虫剂进行防治。然而，化学杀虫剂的过度使用不仅严重污染环境，导致稻谷中农药残留，严重影响稻米品质；同时大量杀死稻飞虱的天敌，并易诱发稻飞虱对杀虫剂产生抗性，从而造成稻飞虱更加猖獗。因此，利用水稻品种自身的抗虫性是防治稻飞虱最安全的方法，且对稻米品质和环境等没有影响。抗虫品种的应用是最经济有效的防治措施。克隆抗稻飞虱基因、解析抗性机制对于水稻抗稻飞虱的遗传改良具有重要意义。