一个广谱抗稻瘟病基因的转基因功能验证和抗病机理研究

本项目前期工作已将太湖流域粳稻地方品种黑壳子粳的广谱抗稻瘟病基因Pi-hk1精细定位于第11条染色体长臂RM7654和in5之间,通过BAC文库筛选和测序，物理距离为26.5kb,共3个基因，编码蛋白分别为NBS-LRR蛋白、Myb转录因子和未知蛋白。拟在原有基础上，对3个候选基因进行转基因功能验证，并进一步解析抗病基因Pi-hk1参与抗病过程的机理。拟通过组织解剖和显微观察等手段对转基因水稻和对照进行抗病组织化学分析，利用双向电泳等蛋白质组学手段鉴定转基因水稻和对照差异表达蛋白，通过分析这些差异表达蛋白基因以及抗病相关基因在稻瘟病菌处理前后的表达情况，初步阐明Pi-hk1参与抗稻瘟病过程的分子机理，为我国粳稻抗病分子育种提供理论依据。

项目超额完成预期目标，定位和克隆了水稻地方品种黑壳子粳中主效抗稻瘟病基因Pi-hk1, 并对小种专化性抗病基因Pi-hk2进行了精细定位。接受和发表论文8篇，其中SCI论文6篇；申报专利5项，其中授权2项；编写专著1部；培养博士研究生4名，硕士研究生5名。取得的主要成果包括一下两个方面：.(1) 由子囊菌Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是世界性水稻病害之一，严重威胁水稻生产。开展抗稻瘟病新基因的鉴定和功能分析对抗病育种具有重要的现实意义。太湖流域的地方粳稻品种黑壳子粳是一个广谱高抗的水稻品种，对多个稻瘟病菌株表现稳定持久的抗性。本研究在Pi-hk1前期精细定位和物理作图的基础上，对候选基因进行克隆、生物信息学分析和表达分析，并通过农杆菌介导的遗传转化方法获得转基因植株，对候选基因进行了初步功能分析，发现过表达P15的转基因植株、P15单独转化转基因植株、P15和P16共转化的植株稻瘟病抗性明显增强。.(2) 本项目还精细定位了黑壳子粳中只对2010-9(G1)具有小种专化性的抗病基因Pi-hk2. 通过BC1F2 , BC1F3 和BC1F4 定位群体，Pi-hk2 被定位于ILP-19 和RM24048之间143 kb的物理区间中，并预测有18个候选基因。