[发明专利]小麦抗白粉病基因Pm21的高通量SNP诊断标记及其在育种中的应用

说明书

本发明公开了一种小麦抗白粉病基因Pm21的高通量诊断标记及其在育种中的应用，这是一个来自Pm21基因内快速、高效、高通量检测抗小麦白粉病基因Pm21的SNP诊断性标记，可以高效检测Pm21基因在小麦种质资源及杂交后代中的分布情况，通过标记辅助选择选育含有抗白粉病基因Pm21的小麦品种（系）。结果证明，本发明提供的诊断性标记具有快速、准确、高效、高通量等特点，可在较短时间内完成大批量材料中Pm21抗病基因的筛选，有效服务于小麦抗白粉病育种工作。

技术领域

本发明涉及植物分子标记技术领域，具体提供了小麦抗白粉病基因Pm21的高通量SNP诊断标记及其在育种中的应用技术。

背景技术

小麦白粉病是由禾布氏白粉菌（Blumeria graminis f.sp. tritici）引起的一种真菌病害，是世界范围内最重要的小麦病害之一，在各产麦国都有分布，严重影响小麦的产量。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。该病主要侵害小麦植株的叶片，发病严重时可造成5%-34%的产量损失，严重威胁小麦安全生产。因此，防治小麦白粉病对提高小麦产量具有重要意义。

迄今为止，国际上正式命名的抗白粉病主基因有65（Pm1-Pm65）个，且其中有多个基因含有等位基因，抗白粉病数量性状位点（QTL)有100多个，主要来源于普通小麦本身及小麦近缘种属，分别定位在小麦的（除了3A和4D）19条染色体上。已命名的主基因中，Pm2、Pm4b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm20、Pm21、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm4b+Mli、Pm1+2+9等基因的毒性频率较低，一般小于40%，因此，上述基因仍具有较好的抗白粉性，可以在抗病育种中加以利用。

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基本丧失了抗性，如：Pm1、Pm5、Pm7、Pm9、Pm19、Pm4a等，不断发现并利用新的抗白粉病基因对于有效防御小麦白粉病具有重要意义。有些已发现的抗白粉病基因，例如：Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm20等，虽然对小麦白粉病表现较高抗性，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，还有待诱导携有抗病基因的更小的导入片段并进行标记辅助选择。

Pm21是利用普通小麦与簇毛麦杂交，从簇毛麦中转移到普通小麦中的抗白粉病基因。含有Pm21基因的6V染色体短臂与小麦6A染色体短臂发生易位，产生了小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系，是目前公认的抗性最强、抗谱最广的抗白粉病基因,在我国小麦育种和种质创新研究中得到广泛的应用，成为抗白粉病育种的主要抗源之一。通过对Pm21基因进行进一步精细定位与图位克隆，确定Pm21为编码CC-NBS-LRR蛋白的基因。

KASP (Kompetitive Allele Specific PCR)，即竞争性等位基因特异性 PCR 技术。能够在广泛的基因组DNA样品中，对SNPs和特定位点上的InDels进行精准的双等位基因判断。以其高度稳定性、准确性和低成本、高通量的特点，可用于大规模育种材料的高通量筛选，提高分子标记辅助育种的效率。