[发明专利]水稻抗白叶枯病新基因Xa39紧密连锁的分子标记

说明书

技术领域

本发明涉及一个水稻白叶枯病抗性新基因Xa39紧密连锁的分子标记，属于水稻抗病育种和分子遗传学领域，适用于在水稻抗病育种中引入白叶枯病抗性基因Xa39，利用紧密连锁的分子标记对该基因进行水稻抗白叶枯病性状的辅助选择育种。

背景技术

由黄单胞杆菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo)引起的水稻白叶枯病是是一种重要的水稻细菌病害，该病在我国南方稻区以及亚洲东南亚稻区经常暴发成灾，是水稻高产、稳产的重要限制因子之一。水稻与白叶枯病菌之间存在特异性的互作，培育和种植抗病品种是防治水稻白叶枯病最经济有效的方法。迄今，国内外已鉴定38个白叶枯病抗性基因，但是由于来源于野生稻的抗病基因难以转育、部分抗性基因仅具有成株期抗性以及大多抗性基因的抗谱较窄等原因，育种中利用的抗性基因十分有限。20世纪80年代以来，国内外水稻抗病育种中主要利用的白叶枯病抗性基因包括Xa3、Xa4、Xa7和Xa21。由于携带单一抗病基因水稻品种的大面积种植，我国广东以及东南亚其它稻区已相继出现对基因Xa4和Xa21有毒力的菌株。因此，鉴定白叶枯病抗性新基因，通过分子标记辅助选择利用新基因或与已知优良抗病基因进行聚合对于培育具有广谱持久抗性的水稻品种具有重要意义。

目前已鉴定的38个水稻抗白叶枯病基因主要来自水稻(Oryzae sativa L)栽培品种，O.longistaminata，O.rufipogon，O.minuta，O.officinalis以及O.nivara等野生稻种，此外，还有一些基因来自水稻诱变突变体(http：//www.ricedata.cn/gene/)。研究表明，植物抗病基因在进化过程中形成了几种共有的进化形式。植物祖先抗病基因的复制创造了新基因座，基因序列内的点突变以及基因间和基因内重组产生的变异也可以导致产生新的特异性抗病基因。我们的研究结果表明通过回交，将水稻种质资源中的遗传变异导入到主栽品种的优良遗传背景中，结合后代目标性状的定向选择，不仅可以培育不同轮回亲本的目标性状导入系系群，而且可以发掘有利基因。

本课题组2006年以来，培育了以黄华占为轮回亲本，以PSBRC66为供体亲本的BC₁F₄回交导入系群体。采用PXO61(Race1)、PXO86(Race2)、PXO79(Race3B)、PXO340(Race3C)、PXO71(Race4)、PXO112(Race5)、PXO99(Race6)、PXO145(Race7)、PXO280(Race8)、PXO339(Race9A)、PXO349(Race9B)、PXO347(Race9C)、PXO363(Race9D)、PXO341(Race10)14个菲律宾白叶枯病菌生理小种，以及CV(GD1358)、CII(KS6-6)、CIV(Z173)、CVI(OS198)、CVII(JS49-6)、GIV(GD-IV)、GV(GD-V)7个中国代表菌株在植株苗期对回交群体进行人工接种，鉴定各导入系的白叶枯病抗性。申请者发现株系FF329对上述21个菌株均表现典型的过敏性坏死抗病反应，病斑长度小于1cm；亲本黄华占和PSBRC66对各菌株的抗感反应一致，对PXO86(Race2)、PXO79(Race3B)、PXO340(Race3C)、PXO99(Race6)、PXO339(Race9A)、PXO349(Race9B)、PXO347(Race9C)、PXO363(Race9D)、CV(GD1358)、GV(GD-V)表现感病反应，病斑长度达13cm以上，表明FF329对白叶枯病具有与双亲不同的抗性反应。遗传分析表明，黄华占/FF329F₁植株对白叶枯病菌强毒力代表菌株PXO99表现高度抗病反应，F₂群体中抗病植株数目与感病植株数目符合3∶1分离规律；FF329/PSBRC66杂交F₁植株对PXO99也表现高度抗病反应。上述结果表明FF239对白叶枯病的抗性由显性单基因控制。申请人首先采用集团分离分析法(bulkedsegregation analysis，BSA)将该基因定位在水稻第11染色体RM21(位于19.173Mb)和RM206(位于19.17322.481Mb)两个标记之间，经比较作图发现这一区间内已报道5个白叶枯病抗性基因：Xa10、Xa21、Xa23、Xa30和Xa36。Xa10、Xa21、Xa30、Xa36与FF329的抗谱不同(http：//www.ricedata.cn/gene)；Xa23与Xa39均对10菲律宾小种(P1、P2、P3c、P4、P5、P6、P7、P8、P9A、P10)和5个中国菌株(CV、CII、CIV，CVI和CVII)表现抗性，但抗性基因来源不同，Xa23来自O.rufipogon，FF329来自两个对白叶枯病菌均不产生免疫反应的栽培稻品种杂交后代，因此FF329携带一个新的抗白叶枯病显性基因，暂命名为Xa39。