[發(fā)明專利]與小麥抗菲利普孢囊線蟲主效QTL緊密連鎖的KASP分子標(biāo)記及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811319722.8
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109295252A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪杰;崔磊;周陽;張宏軍;孫蕾;孫玉;李靜婷;邱丹;楊麗;劉宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;馬鑫

本發(fā)明公開了三個與小麥抗菲利普孢囊線蟲主效QTL緊密連鎖的KASP分子標(biāo)記及其應(yīng)用。本發(fā)明利用iSelect 90K SNP芯片和BSA?RNA?seq技術(shù)，首次在小麥品種Madsen7D染色體上定位了一個新的抗菲利普孢囊線蟲QTL QCre?ma7D，該QTL具有良好抗性，可有效控制小麥對菲利普孢囊線蟲的發(fā)生，減輕線蟲造成的產(chǎn)量損失。同時本發(fā)明還開發(fā)了與該QTL緊密連鎖的KASP分子標(biāo)記BS00150072、BS00021745和BS00154302，該分子標(biāo)記能夠有效地應(yīng)用到分子標(biāo)記輔助選擇育種工作中，克服常規(guī)育種方法所需要的抗性評價周期長、準(zhǔn)確性差、受環(huán)境影響大的缺點(diǎn)；根據(jù)分子標(biāo)記分析技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)對小麥資源進(jìn)行大規(guī)模分析，選擇攜帶抗性基因的材料進(jìn)行表型評價，減少表型評價的工作量，提高選擇的準(zhǔn)確性，為抗線蟲育種提供有利的技術(shù)手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及小麥抗菲利普孢囊線蟲(H.filipjevi)的主效QTL以及與其緊密連鎖的KASP分子標(biāo)記和應(yīng)用。本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)工程和農(nóng)作物抗病遺傳育種領(lǐng)域。

背景技術(shù)

禾谷孢囊線蟲(Cereal cyst nematode,CCN)是一個復(fù)合種群，包括12個正式命名有效種和一些未命名種，其中禾谷孢囊線蟲(Heterodera avenae)、菲利普孢囊線蟲(H.filipjevi)和麥類孢囊線蟲(H.latipons)是對小麥生產(chǎn)危害最為嚴(yán)重的3種孢囊線蟲(Wouts and Sturhan,1995；Handoo et al.,2002)。

1989年，在湖北省小麥田的土壤中發(fā)現(xiàn)禾谷孢囊線蟲(H.avenae)(陳品三等,1991,1992)。這是我國首次發(fā)現(xiàn)侵染小麥的孢囊線蟲。2010年，通過形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)合分子鑒定在我國最大的小麥生產(chǎn)區(qū)黃淮冬麥區(qū)河南省許昌、洛陽等地區(qū)發(fā)現(xiàn)菲利普孢囊線蟲(H.filipjevi)(Li et al.,2010；Peng et al.,2010)，隨后，在寧夏、青海(Peng et al.,2015)、安徽(Peng et al.2016)、山東(Zhen et al.2018)、新疆(Peng et al.,2018)等地也發(fā)現(xiàn)菲利普孢囊線蟲，其潛在的危害不容忽視(Peng et al.,2015)。菲利普孢囊線蟲作為優(yōu)勢種群在土耳其和伊朗發(fā)生嚴(yán)重的危害并造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失，同時在北美洲美國太平洋西北地區(qū)、歐洲斯洛伐克、非洲阿爾及利亞的小麥產(chǎn)區(qū)也有發(fā)生(Holgado et al.,2004；Abidou et al.,2005；Smiley and Yan,2015；Smaha et al.2018；etal.2018)。

由于禾谷孢囊線蟲典型的小麥?zhǔn)芎μ卣黝愃迫狈?、缺水或營養(yǎng)缺乏癥，因此對這種病原線蟲造成的危害認(rèn)識不足。實(shí)際上，禾谷孢囊線蟲已經(jīng)在我國河南、河北和山東等16省(市、自治區(qū))發(fā)生危害，涵蓋了我國各個冬春麥區(qū)，嚴(yán)重威脅我國小麥的安全生產(chǎn)(李紅梅等,2010；彭德良等,2012；李惠霞等,2012；Peng et al.,2015)。河南省是我國的產(chǎn)糧大省，小麥的種植面積和總產(chǎn)量一直都高居榜首，經(jīng)普查在河南省的18個地市中有16個地區(qū)田間發(fā)現(xiàn)有H.avenae的危害，個別地區(qū)病田檢測到H.filipjevi和H.avenae混合發(fā)生，近年來發(fā)病面積和嚴(yán)重程度呈不斷加重的趨勢(宗瑩瑩等,2013)。

由于孢囊線蟲屬土傳病原，一旦發(fā)生就很難根除。選育推廣抗病小麥品種是防治孢囊線蟲最環(huán)保、高效的措施。普通小麥中含有的抗CCN資源比較少，而很多小麥的野生近緣種屬中含有抗性基因，如粗山羊草、偏凸山羊草、大麥、黑麥和等物種攜帶有豐富的抗線蟲基因，是抗性育種的重要種質(zhì)資源(Bekal et al.,1998；Li et al.,2012)。我們的研究發(fā)現(xiàn)，小麥－偃麥草后代對我國許昌地區(qū)的菲利普孢囊線蟲具有抗病或中抗反應(yīng)(Li etal.,2012)。當(dāng)前抗源的匱乏以及不同地區(qū)禾谷孢囊線蟲致病性的差異，加上抗孢囊線蟲表型評價費(fèi)時費(fèi)力，而且受環(huán)境條件的影響較大，致使我國抗禾谷孢囊線蟲育種工作滯后，亟待加強(qiáng)。