[發明專利]與黃瓜白粉病抗性主效基因共分離的InDel分子標記

有效

• 申請號: 201410409203.6
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104152450B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 聶京濤;蔡潤;曲美玲;陳龍;潘俊松;何歡樂
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12N15/11
• 分類號: C12N15/11;C12Q1/68
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發明涉及基因工程技術，具體涉及與黃瓜白粉病抗性主效基因共分離的InDel分子標記。

背景技術

黃瓜(Cucumis?sativus?L.)為葫蘆科(Cucurbitaceae)一年生草本蔓生攀緣植物。原產喜馬拉雅山南麓的印度北部地區，我國已有2000多年的栽培歷史，是黃瓜的次生起源中心。黃瓜作為世界十大重要的蔬菜作物之一，也是我國主栽蔬菜作物之一，其作為重要的蔬菜作物歷來備受育種家的重視。

近年，隨著設施栽培面積的不斷擴大，可以反季節栽培，周年生產，黃瓜產量大幅度增加，滿足了市場的需求。但是，由于從露地生產到設施栽培，條件發生了改變，尤其南方地區高溫多濕氣候，在提高產量和品質的同時，病害隨之加重，其中白粉病是最為嚴重的病害之一。黃瓜白粉病是由專性寄生菌(Podosphaera?xanthii)引起的真菌病害，可在黃瓜整個生育期得病，尤其在生長中后期發病嚴重，使植株提早拉秧，造成嚴重的經濟損失。大量增施農藥，不但導致環境污染、農藥殘留、食品安全等問題，而且還會導致白粉病菌產生新的小種抗性，從而增加防治難度和種植戶生產成本。要從根本上解決這些問題，必須從源頭做起，培育優質抗病黃瓜新品種，以滿足種植者和消費者的需求，保護生態環境。

常規的抗性育種費時費力，需要經歷多代回交和雜交的過程；病害發生需要專門的病圃進行接種鑒定，且受環境影響較大；黃瓜白粉病抗性一般為隱性，回交育種過程中需要每代自交以確認隱性抗性的滲入；這些都增加了培育黃瓜抗病品種的難度。分子育種可以大大加速抗病育種進程，顯著縮短育種周期。現代生物技術的迅猛發展，為抗病育種開辟了新的途徑，利用生物技術培育抗病品種已成為目前的熱點。分子育種的前提是獲得相關性狀的功能基因或與其緊密連鎖的分子標記。利用分子標記分析體系，在遺傳群體上鑒定抗病遺傳規律，定位和克隆白粉病抗性基因，研究其功能和抗性的分子調控機制，可以為黃瓜抗性基因的分子標記輔助育種及分子設計育種提供理論依據。利用與抗病基因緊密連鎖或共分離的分子標記，開展分子標記輔助選擇育種，可將多個抗病基因整合到一個品種，顯著提高育種效率，縮短育種時間，而且大幅度提高了抗病的力度和持久性，這對于培育出滿足種植者需求的黃瓜抗病新品種具有重要意義。

雖然黃瓜白粉病的發生比較普遍和嚴重，但是關于其抗性基因定位和克隆的研究較為薄弱，目前僅僅停留在主效基因/QTL定位的初級階段，尚未找到與白粉病抗性基因/QTL共分離的標記，更不用說基因的分離及抗病機理的深入研究。由于很多研究揭示黃瓜白粉病抗性由多個隱性基因控制，因此諸多育種工作者對其進行了QTL分析。Sakata等利用97株的黃瓜抗感重組自交系群體，在2006年首次定位了黃瓜白粉病抗性的QTL，檢測到6個與溫度相關的QTL，其中一個在LGII上的主效QTL在20℃和26℃下均表現出抗性。Liu等(2008a)利用構建的黃瓜F_2:3家系進行了QTL定位，共檢測到5個白粉病抗性QTL，分布于連鎖群1、2、5上，單個QTL的貢獻率介于3.4％～45％之間；同時，通過重組自交系共檢測到4個白粉病抗性QTL，分別位于連鎖群1、2、4、6上，單個QTL的貢獻率介于5.2％～21.0％之間(Liu?et?al.，2008b)。沈麗平(2009)以高抗白粉病黃瓜品種JIN5和高感白粉病黃瓜品種D8構建的F₂群體檢測到位于第3連鎖群上控制黃瓜白粉病抗性的2個QTL，貢獻率為7.6％和13.5％。張圣平等(2011)利用抗感親本組合的F₂和F_2:3家系共檢測到4個白粉病抗性的QTL。Fukino等(2013)以重組自交系為研究對象，在染色體1、3、4、5、6上共檢測到9個QTL，單個QTL的貢獻率介于5％～44％之間，其中4個位點的效應得到了證實。He等(2013)利用F_2:3家系對黃瓜下胚軸、子葉和真葉的白粉抗性同時進行了QTL分析，檢測到6個QTL，分別位于1、3、4、5號染色體上，其中2個主效QTL位于5號染色體的40cM的區間內，下胚軸抗性QTL對黃瓜白粉抗性起到了最重要的作用。