《水稻OsIDEF1基因强抗逆基因型分子标记及其应用》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-09-10
  • CN111270005A水稻OsIDEF1基因强抗逆基因型分子标记及其应用
    专利权人:中国科学院东北地理与农业生态研究所
    水稻OsIDEF1基因强抗逆基因型分子标记及其应用,涉及一种鉴别水稻OsIDEF1基因强抗逆基因型的分子标记及其应用。本发明的目的是提供一种水稻OsIDEF1基因强抗逆基因型分子标记及其应用,用以鉴别水稻强抗逆基因型。用于特异性PCR扩增该分子标记的引物为:正向引物:5’-CACCCGCACAACCACAAC-3’,反向引物:5’-GAGTGTGACAAGGGTGAGGAG-3’。分子标记在鉴定或筛选水稻强抗逆性优势品种中的应用。本发明发现了水稻耐碱转录因子基因OsIDEF1在调控植物应答碱胁迫过程中具有重要作用,并发现OsIDEF1在自然界中存在不同基因型差异。本发明应用于水稻抗逆育种领域。

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    •   水稻株型是决定水稻产量的主要因素之一,塑造水稻理想株型是提高水稻产量的重要途径。IPA1(Ideal Plant Architecture 1)是此前克隆的调控水稻理想株型形成的主效基因,编码一个含有SBP-box结构域的转录因子,调控多个生长发育过程,其功能获得性突变体具有无效分蘖少、茎秆粗壮抗倒伏、穗大粒多产量高等优异农艺性状(Jiao et al., Nat Genet, 2010),该基因已应用于培育“嘉优中科”系列水稻新品种。   传统观点认为,植物抗病与产量之间存在此消彼长的关系,犹如鱼与熊掌不可兼得。最近在理想株型水稻高产与抗病协同调控机制的研究中取得突破性进展,揭示IPA1既能提高水稻产量又能增强对稻瘟病抗性的调控新机制。研究发现IPA1的磷酸化修饰是平衡产量与抗性的关键调节枢纽。通常情况下,IPA1结合DEP1等穗发育相关基因的启动子,促进其表达,调控水稻理想株型的建成与水稻产量;受稻瘟病菌诱导后,IPA1发生磷酸化修饰并改变其与DNA序列的结合特性,使得IPA1结合抗病相关基因WRKY45的启动子,促进其表达,增强免疫反应,提高抗病性。这一机理使得在含有IPA1的功能获得性基因型的水稻中,产量和稻瘟病抗性同时得到提高。该研究首次发现IPA1是同时增加作物产量并提高抗性的单个基因,打破了单个基因不可能同时实现增产和抗病的传统观点,为高产高抗育种提供了重要理论基础和实际应用新途径。   这一研究成果于9月7日在《科学》(Science)杂志在线发表(DOI: 10.1126/science.aat7675),研究论文题目为A single transcription factor promotes both yield and immunity in rice。四川农业大学副研究员王静、硕士研究生周练、石辉、美国戴维斯分校博士Mawsheng Chern和中国科学院遗传与发育生物学研究所副研究员余泓为该论文第一作者;四川农业大学研究员陈学伟、中国科学院遗传发育所研究员李家洋和四川农业大学副研究员王静为论文通讯作者。该项目受到国家自然科学基金委、教育部和科技部等的经费资助。