[发明专利]甜橙MLO型抗白粉病基因快速鉴定

说明书

技术领域

本发明是借助于甜橙测序全基因组序列，利用植物比较基因组学、遗传学、生物信息学和候选基因策略等方法快速鉴定甜橙白粉病基因，主要涉及到甜橙全基因组序列的下载，候选基因的鉴定，基因的比对，聚类等手段，进而鉴定出白粉病基因，属于植物生物技术科学领域。 

背景技术

甜橙为芸香科（Rutaceae）柑橘亚科柑橘属（Citurs）果树，别名黄果、橙子、金球、金橙等，原产于热带及亚热带地区，主要分布在年平均温度15℃ 以上的地区，我国是甜橙的原产国之一，主产区主要在四川、广东、台湾、广西、福建、湖南、江西、湖北等省份。在世界柑橘生产中，甜橙占的比例最大，年产量约占橘类总产量的2/3。 

甜橙白粉病是甜橙生产上常见的一类真菌性病害，此类病害主要危害甜橙幼嫩枝叶及幼果，发病初期会在嫩叶正、反两面呈现白色霉斑，外观疏松，霉斑常由中心向外扩展。霉层下面叶片组织最初呈水渍状，以后逐渐失绿，形成黄斑。严重时病斑扩及全叶，往往引起大量落叶、落果、枝条干枯，这类病害严重影响了甜橙的产量和品质。因此，控制此类病害的发生及蔓延，是使甜橙产业健康快速发展的前提保障。生产上单纯的通过药剂防治白粉病的扩散，并不能从根本上解决此类病害的蔓延。选育抗病品种一直以来是公认的最有效最直接解决此类病害的方法，但由于甜橙树体大、童期长，遗传上高度杂合，难以建立理想的分离群体，这给传统的育种方式带来了很大的难度。随着分子生物技术的迅猛发展，利用分子标记及转基因技术将抗病基因转入到优质的甜橙树中将加速甜橙的育种进程，所以挖掘和分析抗白粉病基因是利用生物技术培育抗白粉病甜橙的前提和基础。 

MLO型抗病基因是植物特异的一类抗病基因。研究者最早发现MLO（Mildew resistance locus o）基因对白粉病抗性是始于1937-1938年，由德国人在埃塞俄比亚采集了很多品种的大麦，其中的两个株系对白粉病菌 (Blumeria graminis f. sp. hordei) 所有己知的生理小种都具有高效抗性。进一步研究表明，大麦中MLO基因的隐性突变mlo可以使大麦对几乎所有己知大麦白粉病菌的生理小种产生持久、广谱的抗性。最近，研究者发现很多植物的抗白粉病基因都是MLO型基因控制，如番茄，豌豆、拟南芥、蔷薇、辣椒、百脉根等等。因此挖掘植物中的MLO型抗病基因对植物抗白粉病育种具有重要的作用。 

目前，常用挖掘抗病基因常用的方法有图位克隆，转座子标签等方法。但是由于甜橙的基础研究不够深入，因此利用这些方法不仅时间长而且很难准确地克隆这些基因。因此，如何快速鉴定甜橙中的MLO型抗病基因将成为甜橙抗白粉病育种的重要前提。 

植物比较基因组学(Comparative Genomics)是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。利用模式植物基因组与其它植物基因组之间编码顺序上和结构上的同源性，克隆其他植物基因，揭示基因功能和分子机制，阐明物种进化关系及基因组的内在结构。本专利所采用的方法及思路：模式植物拟南芥基因组研究已经揭示了MLO型基因的功能，利用基因其顺序上的同源性克隆甜橙MLO型抗病基因，根据模式植物拟南芥实验系统上的优越性和已知MLO型抗病基因的特点，快速“捕捉”甜橙抗白粉病基因。近年来，甜橙基因组测序的完成为我们快速挖掘甜橙白粉病基因提供了条件。本专利介绍了以甜橙全基因组序列为前提，结合比较基因组学、遗传学、基因组学、生物信息学和候选基因策略等知识，快速挖掘白粉病基因。 

发明内容

技术问题  

本发明的目的是提供一种通过结合植物比较基因组学、植物遗传学、基因组学和生物信息学等知识，快速挖掘甜橙抗白粉病基因。其结果一方面可用于甜橙白粉病基因紧密连锁分子标记的开发，进行分子标记辅助选择育种，另一方面也为其他作物白粉病基因鉴定提供参考依据。

技术方案