[發明專利]水稻抗白葉枯病新基因Xa39緊密連鎖的分子標記

有效

• 申請號: 201410179123.6
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103952403A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 周永力;張帆;黎志康;徐建龍;卓大龍;張帆;黃立鈺
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N15/11
• 分類號: C12N15/11;C12Q1/68
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技術領域

本發明涉及一個水稻白葉枯病抗性新基因Xa39緊密連鎖的分子標記，屬于水稻抗病育種和分子遺傳學領域，適用于在水稻抗病育種中引入白葉枯病抗性基因Xa39，利用緊密連鎖的分子標記對該基因進行水稻抗白葉枯病性狀的輔助選擇育種。

背景技術

由黃單胞桿菌水稻致病變種(Xanthomonas?oryzae?pv.oryzae，Xoo)引起的水稻白葉枯病是是一種重要的水稻細菌病害，該病在我國南方稻區以及亞洲東南亞稻區經常暴發成災，是水稻高產、穩產的重要限制因子之一。水稻與白葉枯病菌之間存在特異性的互作，培育和種植抗病品種是防治水稻白葉枯病最經濟有效的方法。迄今，國內外已鑒定38個白葉枯病抗性基因，但是由于來源于野生稻的抗病基因難以轉育、部分抗性基因僅具有成株期抗性以及大多抗性基因的抗譜較窄等原因，育種中利用的抗性基因十分有限。20世紀80年代以來，國內外水稻抗病育種中主要利用的白葉枯病抗性基因包括Xa3、Xa4、Xa7和Xa21。由于攜帶單一抗病基因水稻品種的大面積種植，我國廣東以及東南亞其它稻區已相繼出現對基因Xa4和Xa21有毒力的菌株。因此，鑒定白葉枯病抗性新基因，通過分子標記輔助選擇利用新基因或與已知優良抗病基因進行聚合對于培育具有廣譜持久抗性的水稻品種具有重要意義。

目前已鑒定的38個水稻抗白葉枯病基因主要來自水稻(Oryzae?sativa?L)栽培品種，O.longistaminata，O.rufipogon，O.minuta，O.officinalis以及O.nivara等野生稻種，此外，還有一些基因來自水稻誘變突變體(http：//www.ricedata.cn/gene/)。研究表明，植物抗病基因在進化過程中形成了幾種共有的進化形式。植物祖先抗病基因的復制創造了新基因座，基因序列內的點突變以及基因間和基因內重組產生的變異也可以導致產生新的特異性抗病基因。我們的研究結果表明通過回交，將水稻種質資源中的遺傳變異導入到主栽品種的優良遺傳背景中，結合后代目標性狀的定向選擇，不僅可以培育不同輪回親本的目標性狀導入系系群，而且可以發掘有利基因。

本課題組2006年以來，培育了以黃華占為輪回親本，以PSBRC66為供體親本的BC₁F₄回交導入系群體。采用PXO61(Race1)、PXO86(Race2)、PXO79(Race3B)、PXO340(Race3C)、PXO71(Race4)、PXO112(Race5)、PXO99(Race6)、PXO145(Race7)、PXO280(Race8)、PXO339(Race9A)、PXO349(Race9B)、PXO347(Race9C)、PXO363(Race9D)、PXO341(Race10)14個菲律賓白葉枯病菌生理小種，以及CV(GD1358)、CII(KS6-6)、CIV(Z173)、CVI(OS198)、CVII(JS49-6)、GIV(GD-IV)、GV(GD-V)7個中國代表菌株在植株苗期對回交群體進行人工接種，鑒定各導入系的白葉枯病抗性。申請者發現株系FF329對上述21個菌株均表現典型的過敏性壞死抗病反應，病斑長度小于1cm；親本黃華占和PSBRC66對各菌株的抗感反應一致，對PXO86(Race2)、PXO79(Race3B)、PXO340(Race3C)、PXO99(Race6)、PXO339(Race9A)、PXO349(Race9B)、PXO347(Race9C)、PXO363(Race9D)、CV(GD1358)、GV(GD-V)表現感病反應，病斑長度達13cm以上，表明FF329對白葉枯病具有與雙親不同的抗性反應。遺傳分析表明，黃華占/FF329F₁植株對白葉枯病菌強毒力代表菌株PXO99表現高度抗病反應，F₂群體中抗病植株數目與感病植株數目符合3∶1分離規律；FF329/PSBRC66雜交F₁植株對PXO99也表現高度抗病反應。上述結果表明FF239對白葉枯病的抗性由顯性單基因控制。申請人首先采用集團分離分析法(bulkedsegregation?analysis，BSA)將該基因定位在水稻第11染色體RM21(位于19.173Mb)和RM206(位于19.17322.481Mb)兩個標記之間，經比較作圖發現這一區間內已報道5個白葉枯病抗性基因：Xa10、Xa21、Xa23、Xa30和Xa36。Xa10、Xa21、Xa30、Xa36與FF329的抗譜不同(http：//www.ricedata.cn/gene)；Xa23與Xa39均對10菲律賓小種(P1、P2、P3c、P4、P5、P6、P7、P8、P9A、P10)和5個中國菌株(CV、CII、CIV，CVI和CVII)表現抗性，但抗性基因來源不同，Xa23來自O.rufipogon，FF329來自兩個對白葉枯病菌均不產生免疫反應的栽培稻品種雜交后代，因此FF329攜帶一個新的抗白葉枯病顯性基因，暫命名為Xa39。