[发明专利]杨树抗叶锈病的分子标记及其应用

说明书

本发明提供了杨树抗叶锈病的分子标记及其应用。本发明利用本研究团队前期构建的杨树高密度遗传图谱，结合遗传图谱所对应的杂交F1子代进行3个环境叶锈病的抗性鉴定，开展杨树抗叶锈病QTL定位。通过QTL定位信息和杂交子代群体亲本的重测序数据，挖掘到了一个与抗叶锈病主效QTL紧密连锁的分子标记。该分子标记其由核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物经PCR扩增杨树基因组DNA得到。该分子标记在子代群体中能够有效区分杨树叶锈病的抗性，可用于后续抗叶锈病分子育种。

技术领域

本发明涉及分子遗传学领域，尤其涉及杨树抗叶锈病的分子标记及其应用。

背景技术

杨树因其速生、用途广、适应能力强等特点在世界范围内广泛栽培种植。在我国，杨树种植也十分广泛。然而，在林业生产实践过程中，杨树的病虫害是降低其经济效益的重要因素。在诸多病虫害中，叶锈病是最重要的一种病害。感染上叶锈病的杨树，不仅自身的光合效率显著下降、生长速度大幅降低，抵抗其他病虫害的能力也大幅减弱。根据相关研究预测，严重感染上叶锈病的杨树人工林，其木材材积和总生物量损失均超过50％。因此，选育出具有较强叶锈病抗性的品种是当今杨树遗传育种的重要任务。由于杨树属多年生木本植物，其生长周期长，由幼苗到达生殖生长往往需要5-10年。因此，通过有性杂交选育并经过田间鉴定后代抗性的传统育种手段已经不能满足现代林业抗病育种的需要；而通过数量遗传学系统研究，获取与抗病位点紧密连锁的分子标记，再将其与传统林木育种技术相结合进行转基因或者分子标记辅助育种，将对快速培育高杨树叶锈病抗性育种品种起到极大的促进作用。

近年来，基于连锁遗传原理QTL(Quantitative trait Locus，简写为QTL)定位是开发与目的性状紧密连锁分子标记的最为有效方法之一。QTL定位的基本原理为以遗传图谱为基础，借助QTL与分子标记之间的连锁关系，从而定位控制数量性状的基因在染色体上的位置。QTL策略的使用为有效的植物育种、亲本选择甚至培育更好的改良表型提供思路。虽然在过去几十年中，生物学无论在技术和理论上都取得了突飞猛进的发展，然而针对杨树叶锈病抗性分子标记的开发和利用开展了即为有限的工作。其中代表性的工作有，有学者利用美洲黑杨种内杂交群体发现F1单株对叶锈病抗性呈现1：1的分离，利用BSA(混库分析法)发现两个分子标记OPG10340和OPZ191800与抗叶锈病位点紧密连锁，其遗传距离分别为2.6和7.4个cM；同时还有学者在2004年对毛果杨抗叶锈病能力进行了详细解析，在QTL初步定位确定两个抗性位点MXC3和MER后，对这两个位点的连锁不平衡进行了详细分析并提出了抗病基因。对这些研究对比分析发现，杨树叶锈病抗性受多遗传位点控制，且这些代表性研究仅仅公布了部分杨树叶锈病的抗性QTL信息，但并未提供有效可以用于分子育种的杨树叶锈病遗传标记。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了杨树抗叶锈病的分子标记及其应用，本发明利用本研究团队前期构建的杨树高密度遗传图谱，结合遗传图谱所对应的杂交F1子代进行3个环境叶锈病的抗性鉴定，开展杨树抗叶锈病QTL定位。通过QTL定位信息和杂交子代群体亲本的重测序数据，挖掘到了一个与抗叶锈病主效QTL紧密连锁的分子标记。该标记在子代群体中能够有效区分杨树叶锈病的抗性，加快杨树叶锈病抗性育种品种的选育进度。

本发明的目的之一在于提供杨树抗叶锈病的分子标记，其由核苷酸序列如SEQ IDNO.1和SEQ ID NO.2所示的引物经PCR扩增杨树基因组DNA得到。

具体地，所述分子标记与杨树叶锈病抗性QTL主效区间紧密连锁，杨树叶锈病抗性QTL位点定位于17号染色体，17号染色体QTL区间对应的物理位置为11.27Mb-12.35Mb。

本发明的目的之二在于提供于选育叶锈病抗性杨树的标记引物，其特征在于，其为核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物。

本发明的目的之三在于提供所述分子标记在选育杨树叶锈病抗性育种中的应用。