[发明专利]西瓜MLO型抗白粉病基因快速鉴定在审
申请号: | 201310541422.5 | 申请日: | 2013-11-04 |
公开(公告)号: | CN104611408A | 公开(公告)日: | 2015-05-13 |
发明(设计)人: | 钱孝英;袁伟;钱春桃 | 申请(专利权)人: | 常熟市董浜镇北港蔬菜专业合作社 |
主分类号: | C12Q1/68 | 分类号: | C12Q1/68;G06F19/24;C12N15/29;C07K14/415 |
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地址: | 215535*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 西瓜 mlo 白粉病 基因 快速 鉴定 | ||
技术领域
本发明是借助于西瓜测序全基因组序列,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西瓜白粉病基因,主要涉及到西瓜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
西瓜(Citrullus lanatus)属葫芦科,一年生蔓性草本植物。中国是世界上最大的西瓜产地,西瓜的病害包括由真菌、细菌和病毒引起的多种病害。白粉病是由专性活体寄生真菌引起,在大田和温室保护地西瓜栽培生产中广泛发生,喷洒杀菌剂和种植抗病品种是防御此病的主要方法。但长期使用杀菌剂会危害环境安全,且易引起病菌小种变异产生拮抗作用。推广种植抗病品种是安全、环保和高效的控制策略。常规育种实践中,对于抗白粉病材料的选择是十分困难的:一方面选育周期长,需要经历杂交和回交复杂的选择程序;另一方面白粉病的发生受到很多因素的综合影响,例如:温度、湿度和病菌小种等,鉴定抗性材料的过程不容易控制。因此,挖掘白粉病基因将可以加快选育抗性品种的进程。
西瓜白粉病由真菌子囊菌亚门瓜类单囊壳Sphaerotheca cucurbitae Jacz Z.Y.Zhao.和葫芦科白粉Erysiphe cucurbitacearum Zheng & Chen.侵染引起。但另有报道,真菌子囊菌亚门专性寄生菌单丝壳白粉菌S.fulginea(Schlecht ex Fr.)Poll、二孢白粉菌E.cichorocearum以及葎草单囊壳菌S.humuli DC.Burro也能引起西瓜白粉病。根据文献查找,发现我国瓜类白粉病菌种分化研究资料较少,工作滞后,这无形中阻碍了克隆瓜类抗病基因的工作步伐。
此病主要危害叶片,其次是叶柄和茎,一般不危害果实。发病初期叶面或叶背产生白色近圆形星状小粉点,以叶面居多,当环境条件适宜时,粉斑迅速扩大,连接成片,成为边缘不明显的大片白粉区,上面布满白色粉末状霉(即病菌的菌丝体、分生孢子梗和分生孢子),严重时整叶面布满白粉。叶柄和茎上的白粉较少。病害逐渐由老叶向新叶蔓延。发病后期,白色霉层因菌丝老熟变为灰色,病叶枯黄、卷缩,一般不脱落。当环境条件不利于病菌繁殖或寄主衰老时,病斑上出现成堆的黄褐色的小粒点,后变黑(即病菌的闭囊壳)。西瓜的不同生育期对白粉病的抵抗力也不同,一般是苗期或成株期的嫩叶抗病力强。
MLO型抗病基因是植物特异的一类抗病基因。人类最早发现MLO抗性始于1937-1938年,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(Biumeriograminisfs P.hordei,Bgh)所有已知的生理小种都具有高效抗性。进一步研究表明,大麦MLO基因的隐性突变mlo可以使大麦对几乎所有已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白粉病基因都是MLO型抗病基因控制,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。但是由于西瓜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,如何快速鉴定西瓜中的MLO型抗病基因将成为西瓜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西瓜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”西瓜抗白粉病基因。本专利介绍了以西瓜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
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