QTL定位和基因克隆耐用抗爆炸的大米

文摘

引起的稻瘟病,Pyricularia菌Sacc。,是一种破坏性疾病的大米在大多数世界各地的水稻种植区。育种一直努力引入稻瘟病抗性基因的遗传背景。抗稻瘟病是分类的两种类型,完成(真正的)和不完整(田间抗性)。完整的电阻是一个高度敏感的反应,通常一个完整形式的阻力,特点是抗感染类型。超过20个位点为完整的稻瘟病抗性已确定。

介绍

稻瘟病,引起的Pyricularia盘菌Sacc。,是一种破坏性疾病的大米在大多数世界各地的水稻种植区。育种一直努力引入稻瘟病抗性基因的遗传背景。抗稻瘟病是分类的两种类型,完成(真正的)和不完整(田间抗性)。完整的电阻是一个高度敏感的反应,通常一个完整形式的阻力,特点是抗感染类型。超过20个位点为完整的稻瘟病抗性已确定。虽然品种与完整的电阻是发达,电阻迅速分解,兼容的病原体的种族。田间抗性、不完整,通常多基因,是一个受到感染类型,允许有效控制寄生虫在自然领域的条件和可能持久暴露在爆炸的新种族1]。

稻瘟病抗性QTL字段的映射

稻瘟病抗性QTL对字段进行了分析使用后代来自日本的高地和水稻品种之间的交叉。田间抗性的频率分布是连续的,分数范围从1到10。Owarihatamochi(耐,高地)和Nipponbare(中度敏感,帕迪),作为父母在爆炸阻力显著不同得分分别为2.8和8.0。QTL分析在F4进行后代之间的线从十字架上Nipponbare并使用118 Owarihatamochi RFLP和SSR标记。制图师/ QTL分析显示四个主要位于三染色体LOD分数高于2.0。两个主要是4号染色体上检测到一个QTL在染色体发现了9和12。表型变异解释每一个QTL范围从7.9到45.7%,四个主要解释表型变异总数的66.3%。Backcrossed后代线路培育转移QTL与最大影响电阻使用敏感品种Aichiasahi轮回亲本。在82行F3来源于回交,耐电阻隔离的预期比1:杂合的2:1。爆炸电阻测量的平均分数为4.2±0.67,7.5±0.1,8.2±0.66,抗杂合的和敏感的组织。 The resistance gene, designatedpi21映射在染色体4作为一个隐性基因之间的RFLP标记位点G271和G371 5.0厘米和8.8厘米的距离,分别(2]。

定位克隆和功能pi21

识别的分子基础pi21介导的抗性和解决长期争论的原因相关不良的特点,我们进行了图谱克隆pi21,一个隐性等位基因赋予抗稻瘟病。通过高分辨率的映射,我们分隔pi21轨迹以1705 -碱基对(bp)包含单个基因区域。推导的氨基酸序列形成蛋白质含重金属运输/解毒域氨基端地区,这意味着金属运输pi21可能是与国防有关。1705个基点地区比较敏感和抗性品种之间,七个核苷酸多态性,其中两个是位于开放阅读框与表型有关。的耐药pi21等位基因的删除21和48英国石油公司从一个易感pi21等位基因和其他12和48 bp的等位基因在脯氨酸地区。4.7 kb XbaI片段包含敏感pi21等位基因或耐药pi21等位基因插入到多个克隆网站的二进制向量pPZP2H-lac (S5)。的构造pi21等位基因是准备使用Nipponbare(参考品种的水稻基因组计划在日本)PAC克隆。pPZ-Npi21引入抗线带pi21等位基因和pPZ-Opi21传入易感品种携带吗pi21等位基因通过农杆菌介导转化。T1植物含有pPZ-Opi21没有带来阻力,而T1植物含有pPZ-N吗pi21更易爆炸。这些结果表明,易感基因负调节电阻,抗性等位基因功能丧失的突变。阻力增加了抑制敏感pi21表达手段的RNAi确认,提供证据表明,一个基因编码一个蛋白质与重金属运输/解毒域有一个角色在植物防御。的防御机制pi21是保护从入侵菌丝细胞侵入邻近细胞稻瘟病接种后(图1)。

讨论

不完备,除了non-race特异性,可能持久抗性的一个组成部分。耐药的反应pi21植物病原体攻击后不一样快或如R基因的反应。这慢诱导防御可能是另一种类型的不完备,导致抗性水稻的耐久性。这份报告指出,经济价值赋予稻瘟病抗性不完整的领域是首先识别和法之一,pi21丧失引起的突变,可能提高抗稻瘟病。的耐用性需要证明当品种携带耐药基因,基因仅在自然领域条件下保持长时间的抵抗。监测新发布的品种提供了进一步的证据来证实的耐用性pi21介导的抗性水稻。此外,pi21已被用于陆稻在非洲水稻育种中心和它的耐用性会在非洲水稻种植地区的监测。

引用

1. 福冈年代,Okuno K(2001)定理。达成。genet.103:185 - 190。
2. 福冈年代et al。科学325:998 - 1001 (2009)。