水稻细菌性条斑病抗性QTL qBLSR5A 的克隆和功能分析

水稻细菌性条斑病是水稻重要病害之一。目前生产上推广的优良水稻品种多数不抗该病。本实验室从高抗细条病的籼稻品种Acc8558中检测到了一个可解释14.3%表型变异的抗性 QTL qBLSR5A，目前已把该QTL定位在290kb的范围内。本研究拟在前期定位的基础上，利用分子标记辅助选择技术选出覆盖目标区域（290kb范围）的不同染色体单片段代换系，分析各染色体单片段代换系的抗性表现和标记基因型，对qBLSR5A进行精细定位，进而克隆出qBLSR5A基因并验证其功能，明确其时空表达特征，探讨利用基因工程技术改良水稻细条病抗性的可行性；通过对qBLSR5A基因和已克隆的抗病基因的序列比较，明确其与已克隆的抗病基因的关系。研究结果对水稻细条病抗性的分子标记辅助育种及揭示水稻细条病抗性的分子机理有重要意义。更为重要的是，本研究具明显的典范作用，可为水稻数量抗病基因的精细定位和克隆提供借鉴。

水稻细菌性条斑病是水稻上一种重要的检疫性细菌病害。前人研究结果表明，水稻对细条病的抗性是属于典型的数量抗性，由许多微效基因控制，不存在主基因抗性。因此，深入挖掘现有水稻种质资源中细条病数量抗性基因座，不但可以为细条病抗性的机制研究提供帮助，同时，也具有重要的实际应用价值。迄今为止，已经定位的水稻细条病抗性QTLs共有13个。其中，位于5号染色体短臂上的QTL qBlsr5a对表型变异贡献率较大。本课题组前期的研究工作已将qBlsr5a定位在5号染色体短臂上大约290 kb的范围内。本研究利用染色体片段代换系H359-BLSR5A和感病亲本H359为材料，构建了一个F2群体，通过定位区间两端标记基因型的鉴定，筛选出重组植株并自交，在重组植株的F3株系中筛选出纯合植株，从而构成一系列相互重叠的单染色体片段代换亚株系。通过对各染色体片段代换亚株系进行人工接种和抗病鉴定，结合各染色体片段代换亚株系在qBlsr5a定位区间内各标记位置的基因型，最终将qBlsr5a定位在78.3 kb的范围内。本研究为效应值较小的QRL的精细定位提供了一个高效的途径，该研究结果有助于目标数量抗病基因的标记辅助选择和图位克隆。. 基于公共水稻基因组数据库 (http://www.rise. genomics.org.cn) 序列的基础上，在水稻基因组注释计划数据库中( http://rice.plantbiology.msu.edu/)中查询qBlsr5a 目标区域的所有可能的ORF，并对其结构域进行预测，发现该目标区域内共有十个预测的ORF。针对预测结果，排除不可能的转座子，对其余的9个候选基因进行细条病菌诱导的差异表达分析。定量分析结果只找到一个差异表达的候选基因，该基因在细条病菌侵染6h时，抗病亲本的表达无明显变化，而感病亲本表现为下调，下调比例接近1倍；而到达12h时，抗病亲本的表达也开始降低，但是幅度小于感病亲本；侵染24h时，抗病亲本已经开始回升，而感病亲本表达量到达最低值，之后开始回升；侵染72h的时候可以发现抗病和感病亲本间已无明显差异。初步确定该基因为qBlsr5a的候选基因。