云南景洪直立型普通野生稻抗稻瘟病Pi-ta^＋等位基因的克隆与分析

用PCR法从景洪直立紫杆普通野生稻中克隆了抗稻瘟病基因Pi-ta+的4672bp序列,该序列包含完整的编码框、内含子和终止密码子下游的331bp。所克隆的直立型紫杆普通野生稻Pi-ta基因序列的编码区与已报道的日本栽培稻社糯(Yashiro-mochi)和元江普通野生稻相应序列间的同源性分别为99.86%和98.78%。与社糯的Pi-ta基因相比,其编码区有4个核苷酸的差异并导致3个氨基酸残基的改变,而内含子区域有6个核苷酸差异。对该序列进一步分析发现,其推导的氨基酸残基的918位为丙氨酸,属于稀有的抗稻瘟病的Pi-ta+等位基因。景洪直立型普通野生稻Pi-ta+基因因其编码序列和推导的氨基酸序列与社糯有所不同,推测其抗病能力大小和抗菌谱可能与社糯的Pi-ta基因不同。直立型普通野生稻中Pi-ta+等位基因的克隆为进一步利用该基因改良栽培稻抗病能力提供了前期物质基础。

来自中国云南野生稻的抗稻瘟病遗传资源(英文)

与Pi-ta^-等位基因相比,含有Pi-ta^+等位基因的栽培稻具有抗稻瘟病特性。本研究用基因序列分析的方法检测了来自云南的不同栽培稻品种以及不同类型和来源的普通野生稻种和非洲长雄蕊野生稻种中的Pi-ta基因,发现Pi-ta基因在稻属植物中高度保守,但Pi-ta^+等位基因的存在极其稀有。在所检测的栽培稻和野生稻中仅有来源于云南景洪的直立型普通野生稻中含有Pi-ta^+等位基因。而与Pi-ta基因相比,另一个水稻抗稻瘟病基因Pib,经部分同源序列克隆及测序发现该基因在不同野生稻中的变异较大。在所克隆的不同野生稻Pib基因同源序列中,也只有来源于直立型普通野生稻的序列能按该基因的开放阅读框进行正常翻译。对不同类型普通野生稻的抗稻瘟病能力的初步鉴定结果表明,直立型普通野生稻对供试的本地稻瘟病生理小种具有较强抗性,其抗性可能源于所含的Pi-ta^+等位基因及可能有功能的Pib基因。由于普通野生稻与栽培稻同属AA基因组型,因此,云南直立型普通野生稻可通过杂交育种或基因工程途径用于栽培稻的抗稻瘟病性能改良。