[发明专利]一种分子标记辅助选育抗南方锈病甜玉米自交系的方法

说明书

本发明公开一种分子标记辅助选育抗南方锈病甜玉米自交系的方法，属于植物分子技术领域。本发明在已定位的南方锈病抗病区段bin10.01处开发5对与玉米抗南方锈病紧密连锁的分子标记，包括M0607、M0801、M0904、M1003和M3402中的至少一种。本发明所开发的分子标记为Indel标记，基于PCR扩增条带多态性，可通过琼脂糖凝胶电泳进行检测，成本低，可靠性高。本发明的方法是一种可早期获得抗南方锈病甜玉米遗传材料的高效、准确的育种技术；导入抗病区段后的甜玉米自交系对南方锈病的抗性得到了显著地提高。本发明在短时间内获得了稳定的高抗南方锈病的甜玉米自交系，极大地加速了甜玉米抗南方锈病改良进程。

技术领域

本发明属于植物分子技术领域，具体涉及5对与玉米抗南方锈病紧密连锁的分子标记的开发及分子标记辅助选育抗病甜玉米自交系新材料的方法。

背景技术

玉米南方锈病是由多堆柄锈菌(Pucciniap olysora Undrew)引起的一种气传性病害。植株感病后玉米的茎、叶、苞叶表面附着大量橘黄色的夏孢子堆，严重影响玉米的光合作用，进而影响玉米产量。一般发生年份可造成减产10％～20％，严重发病年份可造成减产50％以上，甚至绝收。在中国该病最早于1972年在海南被发现，90年代后逐渐上升为南方地区玉米的主要病害，近年来南方锈病发病区域逐渐向北扩展，2015黄淮海夏玉米区南方锈病大爆发，占全国发病面积的87.8％，给玉米生产造成了重大的产量损失[1]。对我国目前的甜玉米品种进行抗性鉴定后发现大部分品种对南方锈病表现为感病或中抗，高抗品种较少，当南方锈病为害严重度每升高10％，则鲜食玉米籽粒百粒重将减少约0.3g，培育抗性品种，不仅能减少甜玉米产量损失、改善甜玉米收获品质，同时能有效控制菌源，在全国范围内减少南方锈病的发生[2,3]。

对玉米抗南方锈病的遗传学研究已有数十年的历史。Ullstrup在玉米10号染色体上就定位到了对小种PP.9具有抗性的抗病基因Rpp9[4]。随后，针对不同生理小种的抗病基因相继被定位。1990年，我国育种家以外引杂交种78599为基础材料育成首个抗南方锈病的玉米自交系齐319，该自交系在随后多年的抗性表型鉴定中表现稳定，均对南方锈病表现为高抗[5]。Chen等在抗病自交系齐319上定位到抗病基因RppQ[6]，Zhang等利用抗病自交系W2D与感病自交系W222组配群体，定位到抗病基因RppD[7]，Zhao等利用一对近等基因系F939和F349定位到抗病基因Rpp25[8]，Wu等在高抗自交系SCML205上定位到主效抗病基因RppS[9]。值得注意的是，上述所有的抗病基因Rpp9、RppQ、RppD、Rpp25、RppS全部定位在玉米10号染色体bin10.01处，并且此区域包含多个NBS-LRR类型的R基因，科学家们推测此处可能存在着一个抗病基因富集区域，多个抗病基因组成抗病基因簇，对不同的生理小种同时起到抗病作用。

生物信息学的迅猛发展给育种家进行分子育种提供了极大地便利，利用已知的基因组序列信息可进行大量的分子标记的开发与筛选。目前抗南方锈病分子标记局限于早期的少数SSR标记，这些标记离抗性位点较远，且不适用于与普通玉米遗传背景差异较大的甜玉米。

参考文献：

[1]刘杰,姜玉英,曾娟,等.2015年我国玉米南方锈病重发特点和原因分析[J].中国植保导刊,2016,36(5):44-47.

[2]田耀加,赵守光,张晶,等.南方锈病在鲜食玉米上的发生动态及其发生程度与产量的相关性[J].中国蔬菜,2016,1(7):48-51.

[3]田耀加,赵守光,张华,等.鲜食玉米杂交组合抗南方锈病鉴定及其抗性遗传初析[J].南方农业学报,2014,45(7):1188-1192.