水稻褐飞虱广谱抗性基因Bph29(t)的克隆与分子育种利用研究

Exploring, mapping and utilizing new broad-spectrum brown planthopper (Nilapavata lugens Stål, BPH) resistance genes in rice, subsequent breeding and application of new rice varieties with broad-spectrum and durable resistance to BPH are the key points to prevent and control the harms resulted by BPH. This research project aims to clone the Bph29(t) gene by using the map-based cloning strategy based on the rough mapping result of this gene, thus providing a foundation for verifying its gene functions and revealing the molecular mechanism of Bph29(t) resisting to BPH. Meanwhile, traditional backcross breeding and molecular marker-assisted selection (MAS) will be adopted in this research project to utilize Bph29(t) gene and linked molecular markers to improve existing elite restorer lines of three-line hybrid rice and develop new breeding materials and restorer lines with broad-spectrum and durable resistance to BPH, thus helping to solve the problem that BPH harms to rice production. Thus, initiating this research project will not only help to strengthen the basic and applied research on BPH resistance genes but also help to prevent and control the harms resulted by BPH in china.

发掘、定位和利用新的水稻褐飞虱(Nilapavata lugens Stål, BPH)广谱抗性基因，培育和在生产上应用对褐飞虱具有广谱持久抗性的水稻新品种是防控褐飞虱危害的关键。本项目将在初步定位水稻褐飞虱广谱抗性新基因Bph29(t)的前期研究基础上，利用图位克隆技术克隆Bph29(t)基因，为该基因的功能验证和揭示其抗褐飞虱的分子作用机制提供基础。同时，本项目还将利用Bph29(t)基因及其连锁分子标记，采用传统回交育种方法结合分子标记辅助选择(MAS)技术，改良现有的感褐飞虱骨干水稻三系恢复系，创制对褐飞虱具有广谱持久抗性的水稻三系恢复系新材料，以促进解决水稻生产上褐飞虱危害的难题。因此开展本项目将有助于加强水稻抗褐飞虱基因的基础和应用研究，同时也有助于我国水稻褐飞虱危害的可持续防控。

发掘、定位和利用新的水稻褐飞虱(Nilapavata lugens Stål, BPH)广谱抗性基因，培育和在生产上应用对褐飞虱具有广谱持久抗性的水稻新品种是防控褐飞虱危害的关键。项目在初步定位褐飞虱广谱显性抗性新基因Bph29(t)的基础之上，利用四川高产广适水稻骨干亲本蜀恢527和泰国抗水稻褐飞虱优质稻品种319构建了Bph29(t)基因的精细定位与分子育种群体。. 利用图位克隆技术最终将Bph29(t)基因定位在分子标记C29和CX8标记之间，物理距离约为71kb。开发获得了Bph29(t)基因紧密连锁分子标记C29。对Bph29(t)基因精细定位区间进行基因预测发现有5个候选基因。通过候选基因在抗感品种间的序列分析及表达分析，确定其中两个基因为Bph29(t)的候选基因。构建了这两个Bph29(t)候选基因的转基因互补载体，克隆了Bph29(t)候选基因。项目利用构建的Bph29(t)基因回交分子育种群体，采用传统回交育种方法结合分子标记辅助选择(MAS)技术，选育得到集成两个亲本优良农艺性状并且带有Bph29(t)抗性基因的苗头新株系MS17-804-5。. 项目开展的Bph29(t)基因的克隆为该基因的基因功能验证和抗性分子机制解析打下了基础，有助于阐明水稻抗褐飞虱的抗性分子机理，有助于为水稻抗褐飞虱分子育种提供理论基础，有一定的科学意义。同时，项目开展的Bph29(t)基因的分子育种利用研究开发得到了Bph29(t)抗性基因紧密连锁标记C29。Bph29(t)基因及其紧密连锁标记C29可用于水稻褐飞虱抗性分子育种。同时项目选育的苗头株系MS17-804-5可进一步选育用作杂交水稻恢复系和常规稻使用，具有一定的应用前景。