·常规信息 | |||||
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基因(座)名称 | 稻瘟病抗性基因 Pyricularia oryzae resistance-21 | ||||
基因符号 | pi21 | ||||
所在染色体 | 4 (已克隆) | ||||
供体材料 | Owarihatamochi | ||||
pi21,稻瘟病抗性QTL,来自品种"Owarihatamochi",表现出田间抗性。 【基因的发现、命名和定位】利用SSR 标记和RFLP 标记,4 个抗稻瘟病QTLs 从田间抗性品种Owarihatamochi 得到鉴定,分别位于第4、第9 和第12 染色体上,它们共可解释66.3% 的田间抗性变异。利用回交系,一个效应最大、贡献率达45.7% 的QTL 定位于第4 染色体上两个分子标记G271~G317 之间,遗传图距分别是5.0cM 和8.5cM。该QTL 命名为Pi-21 ,是第一个被定位的隐性抗瘟性基因位点(Fukuoka and Okuno, 2001)。 【表型特征】携带隐性pi21 等位基因的近等基因系AA-pi21对10 种稻瘟病病菌具有抗性,但抗性没有专一抗病性的R 基因强。与敏感品种Aichiasahi(AA) 相比,AA-pi21 的病斑较小。 【基因克隆与生物学功能分析】野生型的Pi21 cDNA 全长1109bp,包含有3 个外显子,编码一个由266 氨基酸组成的蛋白产物,产物富含脯氨酸,包含重金属结合结构域和蛋白互作结构域等功能域。与感病品种相比,抗病品种Owarihatamochi 的pi21 基因中分别有21bp 和48bp 的缺失,这是造成抗感差异的原因所在。 AA-pi21 中菌丝侵入寄主细胞的速率与敏感品种AA 没有显著差异,但是在AA-pi21 中菌丝的生长速率显著低于在敏感品种AA 中的生长速率,说明pi21 是非小种专一性抗病基因,它激发的是一种慢速抗病反应,而这种低速诱导的抗病反应可能是一种新的持久抗病反应机制。pi21 等位基因不影响对其他真菌性病菌和细菌性病菌的抗性。感病等位基因Pi21 负调节抗病性,而抗病等位基因pi21 是功能丧失型突变(Fukuoka et al., 2009)。 Pi21 还与基础抗病性有关。在接种毒性病菌后,与致病性相关基因在携带有抗病等位基因pi21 的植株中表达量要高于在携带有感病等位基因Pi21 的植株中的表达量,而接种非毒性菌株两者则没有差异,说明Pi21 在响应毒性菌株中发挥作用。将抗病等位基因pi21 片段导入水稻优良品种中,在提高持久抗病性的同时,稻米的食用品质下降,这是由于与pi21 基因紧密连锁的一个基因引起,而pi21 基因本身并不影响稻米的食用品质(Fukuoka et al., 2009)。 【相关登录号】
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·遗传(物理)图谱 | ||||
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# | 图谱名称 | 连锁群 | 开始位置 | 终止位置 |
1 | 日本晴序列注释图谱(2008) | 4 | 19663538 | 19664474 |
·ONTOLOGY及相关基因 | |
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表型特征 | 叶瘟抗性(TO:0000468) |
生物进程 | 真菌刺激应答(GO:0009620) |
形态构造 | 秧苗期(GRO:0007047), 分蘖期(GRO:0007049), 维管叶(PO:0009025) |
·参考文献 |
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1. Shuichi Fukuoka;Norikuni Saka;Hironori Koga;Kazuko Ono;Takehiko Shimizu;Kaworu Ebana;Nagao Hayashi;Akira Takahashi;Hirohiko Hirochika;Kazutoshi Okuno;Masahiro Yano Loss of Function of a Proline-Containing Protein Confers Durable Disease Resistance in Rice Science, 2009, 325(5943): 998-1001 |
2. S.Fukuoka;K.Okuno QTL analysis and mapping of pi21, a recessive gene for field resistance to rice blast in Japanese upland rice Theoretical and Applied Genetics, 2001, 103(2-3): 185-190 |
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