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抗病基因“富集簇”的分子育种方法

成果编号
09985
完成单位
南京大学
完成时间
2014年
成熟程度
研制阶段
价格
面议
服务产业领域
现代农业
单位类别
985系统院所
关注
科技计划 成果形式
新技术
合作方式 参加活动
技术转让、技术服务、技术入股
专利情况
正在申请 ,其中:发明专利 10
已授权专利,其中:发明专利 2
专利号: 2012101822822
专利号: 2012101822856

成果简介

综合介绍
基因组测序技术的实用化,改变了寻找基因功能的手段,使具有重要农用价值的基因正以前所未有的速度展现出来。怎样在农作物生产中应用这些基因,成为作物育种的重大挑战。为此我们以抗稻瘟病基因为例,提出了以共进化为基础的抗病基因克隆及抗病基因“富集簇”的分子精准定位的抗稻瘟病育种方法。我们共克隆获得了168个功能性抗稻瘟病基因,其中含27个抗谱广、抗性强的抗稻瘟病基因。通过基因定位分析,发现多个高抗广谱的基因位于某个高抗品种的同一个基因簇中,至少获得6个抗稻瘟病基因的“富集簇”。借助二代测序分析获得的高密度的分子标记,把1个或多个抗病基因富集簇,通过杂交、回交、标记筛选的方法,集中到适应不同环境的中介品种中或直接获得应用品种;或再通过中介品种作为桥梁,改造优良品种的抗病性,从而形成新的抗性的优良品种。这种方法只需检测富集簇的特有标记,同时最大程度保留目的品种的标记,仅最后一代做抗病鉴定,从而大大提高育种效率、缩短育种年限、精确实现育种目标。
创新要点
理论创新:我们根据植物与病菌共进化的特点,将抗病材料、感病材料、病原菌株三者之间的关系一般化,通过系统分析、预测、群体验证、克隆、功能验证等步骤,从高抗稻瘟病的水稻品系中共克隆了800多个潜在的抗稻瘟病基因,共获得功能性抗稻瘟病基因168个,其中包括抗谱广、抗性强的基因27个。更为重要的是,对这些抗稻瘟病基因的综合分析,发现:抗稻瘟病基因 “富集簇”及抗病基因的组合方式是水稻普生产上普抗稻瘟病的关键所在。这为我们后续分子辅助的精准定向育种提供了理论指导。
应用创新:既有别于传统的抗病育种的盲目性(我们有详细的富集簇位点及位点遗传信息,也有基因组合方式及各种方式的遗传标记信息,所以我们的育种具备精准性与快速性),也有别于单个转基因的育种方式(我们无需转基因,我们通过分子精准标记选育,可实现多片段、长片段的快速选育与聚合,这也是转基因无法实现的)。
技术指标
本成果主要针对水稻抗稻瘟病的分子精准定位的抗性育种。其主要技术指标主要体现在:(1)在至少6个抗性品系中,建立抗稻瘟病基因“富集簇”的精确定位与遗传标记信息;(2)建立至少12种高抗组合位点的遗传标记信息;(3)至少育成3个抗性中介品系,其尽量继承非抗性品系的优良农艺性状(如株型、高产等),尽量继承抗性品系的“富集簇”或高抗的组合位点;(4)育成2-4个高抗、高产水稻品系,其在继承目标品系高产的基础上,同时具有抗稻瘟病的特征。
其他说明
技术创新:我们通过对普抗稻瘟病水稻品种及其后代全基因测序、“富集簇”检测与功能验证、组合方式的检测与功能鉴定,从而获得了很多抗性品种抗稻瘟病基因“富集簇”及其遗传标记、抗病基因的组合及其遗传标记,从而为我们实施快速、精准的分子定向抗性育种奠定了基础。所以,我们的技术是真正意义上的分子定向育种。

完成人信息

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