[发明专利]一种快速检测粗山羊草抗白粉病基因的功能标记及应用

说明书

本发明涉及小麦遗传学及其分子育种领域，尤其涉及粗山羊草抗白粉病基因功能标记的开发与应用。本发明在对粗山羊草抗白粉病基因Ml2147图位克隆的基础上，利用其候选基因特异的结构序列，开发了SDAU‑2147功能标记，并利用180多份粗山羊草自然种质进行验证。结果证明，本发明提供的功能标记具有快速、直接、高通量等特点，特异性高，可在较短时间内完成大批量材料中该抗病基因的筛选和表型预测工作，可有效服务于小麦抗白粉病育种工作。

技术领域

本发明涉及小麦遗传学及其分子育种领域，尤其涉及一种快速检测粗山羊草抗白粉病基因的功能标记及应用。

背景技术

小麦白粉病是由小麦白粉病菌（Blumeriagraminisf.sp.tritici）引起的气传真菌病害，是世界范围内最重要的小麦病害之一，严重影响到小麦的品质和产量。近年来，随着耕作制度的调整和气候的不断变化，在我国西南、华北、西北和东北等几大主要麦区，均有发病日益严重的趋势。因此，防治小麦白粉病对改善小麦品质、提高小麦产量具有重要意义。

目前，国际上已正式命名的小麦抗白粉病基因有70余个。随着小麦白粉病菌生理小种变异等原因，早期发现的一些抗白粉病基因已丧失了基本抗性，比如：Pm1、Pm5、Pm7、Pm9 、Pm19、 Pm4a。而有些抗白粉病基因，例如：Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm20，虽然对小麦白粉病菌表现较高抗性，但由于大多数和不良农艺性状紧密连锁，很难应用到实际育种当中。因此，发掘并利用小麦及其近缘植物中的抗白粉病基因，对于拓宽小麦抗白粉病的遗传基础，服务于小麦育种具有重要意义。

粗山羊草（Aegilopstauschii, 2n=14, DD），是普通小麦D基因组的供体，蕴含着丰富的抗病、抗逆基因，并且有容易向小麦转移利用的特点。粗山羊草2147经过多年多点的抗病性鉴定，发现其是对小麦白粉病持久免疫的抗源。小麦白粉病抗病性鉴定及遗传分析表明，2147携带一个单显性抗病基因，暂时将其命名为Ml2147。

分子标记是现代小麦育种的一种重要辅助手段。功能标记是利用与性状直接相关的功能基因内部特定区域的多态性序列开发的新型分子标记，具有针对性强、直接准确等筛选特点。因此，利用基因序列开发功能标记，对于将图位克隆的结果应用到实际育种、快速准确地筛选该基因遗传后代及其它种质资源具有重要意义。

发明内容：

发明人在对2147抗白粉病基因进行精细定位的基础上（图1），对该基因进行图位克隆并获得Ml2147的候选基因。通过对该候选基因的结构分析和验证，发明人推测该基因C端存在的结构变异有可能是导致该基因表现抗病性的关键区域，利用180份粗山羊草自然群体进行单倍型分析及表型验证，证实了这一推测（图2）。因此，发明人根据该结构变异，开发了1对功能标记SDAU-2147，通过多份已知材料的验证，证实这对标记可应用于检测该基因的存在（图3）。SDAU-2147的引物序列为：上游序列为SDAU-2147-F：5’-gcctcttctgctgcatgaatttat-3’， 其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；下游序列为SDAU-2147-R：5’-gtactctagtggcaccttaaaccgg-3’, 其核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。扩增片段长度为752bp。

利用粗山羊草抗白粉病基因Ml2147的功能标记可以鉴定或检测Ml2147是否存在，操作步骤如下：