[发明专利]抗褐飞虱基因Bph27的辅助育种分子标记及其应用

说明书

本发明提供抗褐飞虱基因Bph27的辅助育种分子标记及其应用。本发明公开了与水稻抗褐飞虱基因Bph27共分离及扩增效果良好的SNP标记K040534，该标记检测水稻第4号染色体20308270位碱基(MSU7.0)，多态性为G/C，基于KASP技术开发的标记K040534的引物序列如SEQ ID No：1‑3所示。本发明的SNP分子标记可用于检测Bph27基因位点为高特异性的位点，可便捷高效的用于鉴定水稻品种中是否含有Bph27基因。本发明提供的SNP分子标记的应用方法准确可靠，操作简便，适用于Bph27基因的鉴定及辅助选择育种。

技术领域

本发明涉及分子生物学及作物育种技术领域，尤其涉及抗褐飞虱基因Bph27的辅助育种分子标记及其应用。

背景技术

水稻是我国的重要粮食作物。褐飞虱是一种水稻单食性害虫，通过口针吸食韧皮部汁液为害稻株，造成水稻生长缓慢、分蘖延迟、空瘪粒增加。褐飞虱还是草状丛矮病毒和齿叶矮缩病毒等一些水稻病毒的传播媒介，严重影响水稻的生产和安全。目前，对褐飞虱的防治主要依赖于化学防治，不但增加了生产成本和害虫的耐药性，而且污染环境，因此，利用寄主抗性培育抗褐飞虱品种被认为是防治其危害的有效途径。

到目前为止，已经鉴定和导报了至少34个抗褐飞虱基因位点，其中显性基因19个，隐性基因15个，已经定位的主效抗褐飞虱基因达28个，有4个抗性基因被克隆，分别是Bph3(Liu et al.2014)、Bph14(Du et al.2009)、Bph9(Zhao et al.2016)和Bph26(Ji etal.2016)。He等从普通水稻品种Balamawee鉴定出抗虫基因Bph27，并将其定位在第4号染色体的分子标记Q52和Q4之间。

由于抗虫表型鉴定过程繁琐复杂，限制了水稻抗褐飞虱品种的育种效率，且利用常规育种手段往往难以有效地聚合不同的抗虫基因。开发与抗虫基因紧密连锁或共分离的分子标记，利用分子标记辅助选择(Marker-assisted selection，MAS)技术聚合一个或多个目的基因或QTL，从而选育持久抗性品种，延缓抗虫品种的退化年限和防止褐飞虱新生物型的发生。

传统的水稻抗虫育种是通过抗性鉴定对植株进行表型选择，耗费时间长，且易受环境条件的限制，鉴定结果容易造成误差，选择效率较低。利用分子标记辅助选择育种简单有效，可以降低育种成本，缩短选育周期，亦可进行有目的的多基因聚合，提高育种效率，带来巨大的社会经济效益。文献报道中主要利用的标记类型为SSR和InDel标记，在育种中存在多态率较低，差异较小的缺点。检测过程中使用的EB或聚炳烯酰胺易对环境造成污染、对人体产生危害。开发与抗褐飞虱基因Bph27共分离的特异性分子标记及建立高效、环境友好的相关检测体系，则对促进Bph27基因在商业化育种中的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是开发出高抗、广谱、持久的抗褐飞虱基因Bph27的分子标记，其能用于Bph27基因的鉴定及辅助选择育种。

本发明抗褐飞虱基因Bph27辅助育种分子标记的开发流程见图1。前期研究表明抗褐飞虱基因Bph27来源于籼稻品种Kaharamana，定位于水稻第4号染色体的分子标记Q52和Q4之间(国家水稻数据中心)。

利用前期文献公布的Bph27基因序列确定对应参考基因组日本晴(MSU7.0)上物理位置，对此基因区间及其附近两侧的SNP位点进行挖掘。挑选出的SNP位点，提取侧翼序列，并利用在线引物设计网站BatchPrimer3对其进行引物设计。

针对这些候选SNP标记，对抗虫基因Bph27供体材料3份、其他抗虫基因供体2份、感虫对照4份和常见水稻材料7份进行KASP初筛反应验证，挑选出与Bph27供体材料共分离及扩增效果好的的SNP标记K040534。

随后利用约95份材料对所挑选的抗性基因连锁SNP标记进行自然群体验证，证明本发明检测的Bph27基因位点为高特异性的抗性位点，可以用于Bph27的筛选和检测。