[發(fā)明專利]一種快速檢測(cè)粗山羊草抗白粉病基因的功能標(biāo)記及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711161774.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN107619883B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令讓;王宏偉;唐恒;胡立芹;宋時(shí)洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12Q1/6895
• 分類號(hào): C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張紅軍

本發(fā)明涉及小麥遺傳學(xué)及其分子育種領(lǐng)域，尤其涉及粗山羊草抗白粉病基因功能標(biāo)記的開發(fā)與應(yīng)用。本發(fā)明在對(duì)粗山羊草抗白粉病基因Ml2147圖位克隆的基礎(chǔ)上，利用其候選基因特異的結(jié)構(gòu)序列，開發(fā)了SDAU?2147功能標(biāo)記，并利用180多份粗山羊草自然種質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果證明，本發(fā)明提供的功能標(biāo)記具有快速、直接、高通量等特點(diǎn)，特異性高，可在較短時(shí)間內(nèi)完成大批量材料中該抗病基因的篩選和表型預(yù)測(cè)工作，可有效服務(wù)于小麥抗白粉病育種工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及小麥遺傳學(xué)及其分子育種領(lǐng)域，尤其涉及一種快速檢測(cè)粗山羊草抗白粉病基因的功能標(biāo)記及應(yīng)用。

背景技術(shù)

小麥白粉病是由小麥白粉病菌（Blumeriagraminisf.sp.tritici）引起的氣傳真菌病害，是世界范圍內(nèi)最重要的小麥病害之一，嚴(yán)重影響到小麥的品質(zhì)和產(chǎn)量。近年來，隨著耕作制度的調(diào)整和氣候的不斷變化，在我國(guó)西南、華北、西北和東北等幾大主要麥區(qū)，均有發(fā)病日益嚴(yán)重的趨勢(shì)。因此，防治小麥白粉病對(duì)改善小麥品質(zhì)、提高小麥產(chǎn)量具有重要意義。

目前，國(guó)際上已正式命名的小麥抗白粉病基因有70余個(gè)。隨著小麥白粉病菌生理小種變異等原因，早期發(fā)現(xiàn)的一些抗白粉病基因已喪失了基本抗性，比如：Pm1、Pm5、Pm7、Pm9 、Pm19、 Pm4a。而有些抗白粉病基因，例如：Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm20，雖然對(duì)小麥白粉病菌表現(xiàn)較高抗性，但由于大多數(shù)和不良農(nóng)藝性狀緊密連鎖，很難應(yīng)用到實(shí)際育種當(dāng)中。因此，發(fā)掘并利用小麥及其近緣植物中的抗白粉病基因，對(duì)于拓寬小麥抗白粉病的遺傳基礎(chǔ)，服務(wù)于小麥育種具有重要意義。

粗山羊草（Aegilopstauschii, 2n=14, DD），是普通小麥D基因組的供體，蘊(yùn)含著豐富的抗病、抗逆基因，并且有容易向小麥轉(zhuǎn)移利用的特點(diǎn)。粗山羊草2147經(jīng)過多年多點(diǎn)的抗病性鑒定，發(fā)現(xiàn)其是對(duì)小麥白粉病持久免疫的抗源。小麥白粉病抗病性鑒定及遺傳分析表明，2147攜帶一個(gè)單顯性抗病基因，暫時(shí)將其命名為Ml2147。

分子標(biāo)記是現(xiàn)代小麥育種的一種重要輔助手段。功能標(biāo)記是利用與性狀直接相關(guān)的功能基因內(nèi)部特定區(qū)域的多態(tài)性序列開發(fā)的新型分子標(biāo)記，具有針對(duì)性強(qiáng)、直接準(zhǔn)確等篩選特點(diǎn)。因此，利用基因序列開發(fā)功能標(biāo)記，對(duì)于將圖位克隆的結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際育種、快速準(zhǔn)確地篩選該基因遺傳后代及其它種質(zhì)資源具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明人在對(duì)2147抗白粉病基因進(jìn)行精細(xì)定位的基礎(chǔ)上（圖1），對(duì)該基因進(jìn)行圖位克隆并獲得Ml2147的候選基因。通過對(duì)該候選基因的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)證，發(fā)明人推測(cè)該基因C端存在的結(jié)構(gòu)變異有可能是導(dǎo)致該基因表現(xiàn)抗病性的關(guān)鍵區(qū)域，利用180份粗山羊草自然群體進(jìn)行單倍型分析及表型驗(yàn)證，證實(shí)了這一推測(cè)（圖2）。因此，發(fā)明人根據(jù)該結(jié)構(gòu)變異，開發(fā)了1對(duì)功能標(biāo)記SDAU-2147，通過多份已知材料的驗(yàn)證，證實(shí)這對(duì)標(biāo)記可應(yīng)用于檢測(cè)該基因的存在（圖3）。SDAU-2147的引物序列為：上游序列為SDAU-2147-F：5’-gcctcttctgctgcatgaatttat-3’， 其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；下游序列為SDAU-2147-R：5’-gtactctagtggcaccttaaaccgg-3’, 其核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。擴(kuò)增片段長(zhǎng)度為752bp。

利用粗山羊草抗白粉病基因Ml2147的功能標(biāo)記可以鑒定或檢測(cè)Ml2147是否存在，操作步驟如下：