本发明专利技术公开了一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用，主要以一个抗稻飞虱的籼稻恢复系蜀恢715(R715)为实验材料，通过抗性鉴定，遗传分析和基因定位对R715进行抗性研究，并结合基因编辑技术手段发现了新的抗稻飞虱基因RPH715，该水稻抗稻飞虱基因RPH715的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；本发明专利技术还保护基于该基因培育抗稻飞虱水稻的方法，本发明专利技术提供的含此抗性基因的水稻材料和发明专利技术人开发的此抗性基因的分子标记可以用来创制新的抗稻飞虱水稻。另外，该基因也可用于转基因抗稻飞虱水稻的产生。该稻飞虱抗性基因为构建新型水稻抗稻飞虱育种体系提供了必要的元件，在生产实践中具有重要的意义。重要的意义。重要的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用
[0001]本专利技术属于植物基因工程和植物抗虫育种领域，具体地说，涉及一种水稻抗稻飞虱基因RPH715及其应用。
技术介绍
[0002]水稻(Oryza sativa L.)是世界三大主要粮食作物之一。目前全球有近一半的人以水稻为生，全球水稻种植面积约为1.67亿hm2，中国2020年水稻播种面积约为3000万hm2。它不仅满足了我国国民的生存需求，同时通过国际之间的贸易，水稻被广泛的出口到国外，为我国经济的发展和增长提供了重要的支持。20世纪以来，全球水稻产业呈现面积、总产、单产、消费、进出口齐增长的态势，因此，水稻产量对保障粮食安全和人民生活水平具有极其重要的作用。
[0003]农作物病虫害一直是威胁粮食安全的重要因素，随着全球气候变暖以及农业种植结构调整等原因导致病虫害爆发和流行更加频繁。长期的实践已经证明利用抗病虫基因，培育抗病虫品种，提高农作物的抗性是最经济、有效地控制病虫害发生的可持续发展策略。
[0004]稻飞虱，又称稻虱，别名火蜢、火旋、化秆虫等，是同翅目(Homoptera)飞虱科(Delphacidae)。它是一种具有刺吸式口器的昆虫。它是水稻生产中最严重的害虫。2020年9月15日，褐飞虱被中国农业农村部列入一类农作物病虫害名录。研究表明，大约在25万年前稻飞虱从李氏禾转移到稻属植物上，此后水稻成为稻飞虱的主要寄主。历史上，稻飞虱一直是水稻生产中的次要害虫。近几十年来，由于水稻品种和生产模式的变革，稻飞虱发展成为水稻生产中危害最严重的主要害虫之一。人们还发现，稻飞虱能产生致害性变异，形成适应抗性品种的种群即生物型。因此，持久抗性是全球抗稻飞虱水稻育种面临的主要挑战。
[0005]目前我国对稻飞虱的防控策略包括化学防控、生物防控、农业防控、培育抗性品种。生物防控指加强保护和利用稻飞虱的自然天敌及其他有益生物进而达到防控效果，如保护青蛙、蜘蛛等天敌，稻田养鸭等。但此类措施因为操作复杂性及成本问题，很难被农民接受。农业防控指对稻田进行科学水肥管理，适时烤田，避免偏施氮肥，防止水稻后期贪青徒长，创造不利于稻飞虱滋生繁殖的生态条件，进而对稻飞虱进行防控。但是此种方法对于稻飞虱的防控效果并不理想。培育抗性品种是指使水稻自身来抵御稻飞虱。目前种植的大多数水稻品种对稻飞虱抗性较差，主要依靠化学杀虫剂进行防治。然而，化学杀虫剂的过度使用不仅严重污染环境，导致稻谷中农药残留，严重影响稻米品质；同时大量杀死稻飞虱的天敌，并易诱发稻飞虱对杀虫剂产生抗性，从而造成稻飞虱更加猖獗。因此，利用水稻品种自身的抗虫性是防治稻飞虱最安全的方法，且对稻米品质和环境等没有影响。抗虫品种的应用是最经济有效的防治措施。克隆抗稻飞虱基因、解析抗性机制对于水稻抗稻飞虱的遗传改良具有重要意义。
[0006]目前，已报道的和水稻抗稻飞虱有关的基因有52个，已经定位的有48个，已克隆的有17个，其中主效基因占10个。我国研究人员Du等在国际上率先克隆了第一个抗飞虱基因Bph14，Bph14在褐飞虱侵染之后激活了水杨酸信号传导通路，诱导韧皮部细胞的胼胝质沉
积以及胰蛋白酶抑制剂的产生，因此降低了褐飞虱的取食、生长速率和寿命。Ji等利用图位克隆技术也成功克隆了位于12号染色体长臂BPH18基因。BPH18编码一个CC
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NBS
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NBS
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LRR蛋白，Os12g37290和Os12g37280一起构成了BPH18基因，Os12g37290编码NBS结构域，Os12g37280编码LRR结构域，BPH18和BPH26是功能不同的等位基因，BPH18同时参与排趋性和抗生性作用，赋予水稻对褐飞虱的抗性。Bph3是水稻抗褐飞虱主效基因，鉴定自Rathu Heenati，独立于Bph1遗传，经克隆发现Bph3是3个质膜凝集素受体激酶基因组成的基因簇，即OsLecRK1、OsLecRK2和OsLecRK3。Zhou等通过GWAS分析鉴定了3502个关联SNPs和59个关联位点，克隆并通过转基因验证了抗稻飞虱新基因Bph37。Ren等从水稻品种Ptb33中鉴定了一个新的稻飞虱抗性基因并克隆，将它命名为Bph32。Wang等在籼稻品种AC
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1613中定位了一个抗稻飞虱基因，命名为Bph30，Shi等成功克隆了Bph30，在含有Bph30的水稻叶鞘中稻飞虱口器难以穿刺厚壁组织到达韧皮部。他们还通过全基因组关联分析克隆了该家族中的另一个成员Bph40，同样具有很好的抗性。Wang等利用图位克隆的方法将一个抗性基因位点精细定位在6号染色体短臂24kb的区域内。通过遗传分析和转基因实验克隆了BPH29，它是一个包含B3 DNA结合结构域的抗性基因。Hu等发现褐飞虱诱导基因Bphi008a能够增强水稻对褐飞虱的抗性，作用于乙烯信号通路的下游，定位于细胞核。Tong等鉴定并分析了水稻HPL3基因的功能，编码一个脂氢过氧化物裂解酶(HPL)OsHPL3/CYP74B2，能水解氢过氧化亚麻酸生成绿叶挥发物(GLVs)，OsHPL3通过影响JA、GLVs及其它挥发物的含量来调控水稻对不同侵入物的特异防卫反应，正调控对稻飞虱的抗性。Guo等发现了OM64在抗稻飞虱和二化螟过程中的重要作用。Xin等克隆了一个木聚糖酶抑制蛋白(XIP)型基因OsHI
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XIP，它编码的蛋白定位在内质网(ER)。过表达OsHI
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XIP会降低水稻稻飞虱的取食和产卵行为，但是不会影响水稻植株的生长和发育。即使目前科学家们已经克隆出了一些水稻抗稻飞虱基因，但是面临当前的稻飞虱为害现状还远远不够。所以，发现并克隆新的水稻抗稻飞虱基因、实现抗稻飞虱基因的育种利用刻不容缓。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术针对上述的问题，定位并确定了一个水稻抗稻飞虱基因RPH715，以及其DNA序列和其编码蛋白的序列。RPH715基因具有调控水稻对稻飞虱抗性的功能，对该基因进行利用产生新的水稻抗稻飞虱株系，在未来抗飞虱水稻育种实践中具有非常重要的应用价值。
[0008]本专利技术提供的基因DNA序列或相关DNA序列编码的蛋白的用途，用于：
[0009]本专利技术提供的基因RPH715，是一个水稻抗稻飞虱相关基因，RPH715的DNA序列如SEQ ID NO：1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示，在水稻中该基因位于第4号染色体上。
[0010]本专利技术还包括下列a)
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c)中任一所述的DNA序列：a)与上述RPH715基因序列具有至少90％(优选为至少95％)序列相似性，且具有相同功能的DNA序列；b)在严格条件下能够与(a)所述序列的DNA杂交的DNA序列；c)与上述任一所述序列互补的DNA序列。
[0011]本领域技术人员应该知晓，本专利技术所述的抗稻飞虱基因包括与RPH715基因高度同源，并且具有同样的抗性调控功能的高度同源的功能等价体序列。所述高度同源的功能等价体序列包括在严谨条件下能够与本专利技术所公开的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水稻抗稻飞虱调控基因RPH715，其特征在于，该基因的DNA序列包括下列组的任一序列：(a)具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；(b)与上述SEQ ID NO:1基因序列具有至少90％序列相似性，且具有相同功能的DNA序列；(c)在严格条件下能够与(a)所述序列的DNA杂交的DNA序列；(d)与上述任一所述序列互补的DNA序列。2.一种水稻抗稻飞虱调控基因RPH715编码的蛋白，其特征在于，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。3.含有权利要求1所述的基因的表达盒、表达载体或工程菌。4.根据权利要求2所述一种水稻抗稻飞虱调控基因RPH715编码的蛋白，其特征在于，所述RPH715编码的蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO：2所示的氨基...
【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书一六页序列表电子公布附图八页，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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