[发明专利]高粱抗丝黑穗病菌3号生理小种的SCAR标记

说明书

技术领域

本发明涉及高粱抗丝黑穗病菌3号生理小种的SCAR标记，特别是高粱抗丝黑穗病的RAPD标记以及由该标记转化的SCAR标记，属于生物技术领域。

背景技术

高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)是世界上重要的禾谷类作物之一，主要分布在热带干旱和半干旱地区，温带和寒带地区也有种植。从世界范围看，它仅次于小麦、水稻、玉米、大麦，居第五位。

高粱丝黑穗病(Sphacelotheca reiliana(Kühn)Clinton)是遍布世界的主要高粱病害。高粱丝黑穗病于1868年首先在埃及发现，之后几乎扩散到世界各高粱产区。丝黑穗病在中国各高粱产区也均有发生，其中以东北和华北地区危害最为严重，是影响我国高粱生产发展的主要病害之一。据记载，1933年时东北各地平均发病率为27.3％；1953年时东北南部严重发病区发病率高达60％以上；1977年海城县发生的高粱丝黑穗病害造成减产约1.95万吨；1994年阜新市高粱丝黑穗病大爆发，影响面积5.8万hm2，最高发病率高达80％以上，损失粮食约5.4万吨。

过去采用化学药剂防治既费工、费时、费钱，又产生抗药性，污染环境。因此选用抗丝黑穗病品种是最为有效的途径。要选育出丝黑穗病品种，需对高粱种子资源的丝黑穗病做鉴定，一般采用田间人工接菌复鉴的方法进行，从而确定抗性等级。再以抗丝黑穗病种子为基础，培育出抗丝黑穗病亲本系及其杂交种。这项工作需时长，见效慢。通过高粱抗丝黑穗病基因的分子标记及基因定位的研究对解决高粱抗丝黑穗病抗性，减少生产损失有重要意义。

高粱抗丝黑穗病性状的遗传研究因病菌生理小种的不断分化、变异及互作而变得复杂。但到目前为止，尚无统一的定论。1982年马宜生发现，绝大多数情况下，亲本之一抗病，其杂交种也抗病，抗病对感病为显性。因此，通常认为：大多数高粱品种中，抗病性对感病性是显性，要获得抗病品种，只要一个抗病亲本就行了。但试验中也发现了特殊情况，即：抗病性遗传为隐性。因此，1981年Rosenow和Frederiksen认为，高粱抗丝黑穗病遗传大多为显性，少数为中间类型或隐性。高粱抗丝黑穗病性状由一对或几对主效基因控制，也可能有许多修饰基因在起作用。

而1988年曹如槐等研究发现，高粱对丝黑穗病的抗性遗传方式因品种而异，大体可分为质量性状和数量性状两种遗传方式。具有质量性状遗传特点的抗病性称为小种专化性抗性(垂直抗性)，受主效基因控制；具有数量性状遗传特点的抗病性成为非小种专化性抗性(水平抗性)，受微效多基因控制。1982年马忠良的研究表明，高粱品种资源中有显性的抗病类型材料，也有不完全显性的抗病类型材料。由于显性的抗病材料在正反交中没有明显差异，故选用显性的抗病不育系与恢复系，对杂种一代的抗性具有同等作用；不育系和保持系在抗丝黑穗病方面不会有明显差异。

1992年杨晓光等研究了高粱对丝黑穗病菌3号生理小种的抗性遗传。结果表明：高粱对3号生理小种的抗性遗传可能是由2～3对非等位基因共同控制的，而且它们之间具有某种互作效应，还可能有一些修饰基因在起修饰作用。2005年邹建秋通过研究认为：高粱对丝黑穗病3号生理小种的抗性属于质量性状遗传，F1代抗性为显性，只要亲本之一抗病，F1代即表现抗病；该抗性可能受2对彼此独立的非等位基因影响，并且基因之间存在互作。