[发明专利]一种抗野火病的短WZ基因片段在烟草植株中的应用及其筛选方法

说明书

一种抗野火病的短WZ基因片段在烟草植株中的应用及其筛选方法，涉及烟草育种技术领域，该短WZ基因片段与长WZ基因片段相比减少了至少500Kb的累赘基因。可用于选育出抗病，且无明显产量和质量劣势的烟草品种。具有更好的应用前景。本发明实施例还提供了一种包含短WZ片段的烟草植株的筛选方法，其操作方法简单利用包含长WZ基因片段纯合的烟草植株和不含长WZ基因片段的烟草植株进行杂交，快速高效地获取包含短WZ片段的烟草植株，为得到抗野火病的短WZ基因片段提供实验基础。

技术领域

本发明涉及烟草育种技术领域，具体而言，涉及一种抗野火病的短WZ基因片段在烟草植株中的应用及其筛选方法。

背景技术

烟草野火病（ Pseudomonas syringaepv.tabaci）是烟草（ NicotianatabacumL.）上的重要病害，种植野火病抗病品种是防控野火病最根本同时也是最经济有效的手段。推广的抗病品种需要抗性高、且无产量劣势和农艺性状劣势的品种。

目前烤烟的野火病（ Pseudomonas syringaepv.tabaci）抗源主要来源于烟草野生种黄花烟（ Nicotana rustica var.Brasilea），利用 N. rusticacv. Brasilia（编码为W146）杂交到四倍体（tetraploid） N. tabacumcv. Kutsaga 51的植株。所有的F₁植物抗野火病1号小种。在F₁杂交到 N. tabacumcv. Kutsaga 51获得的分离群体中，通过接种筛选到抗野火病单株。自交2代后获得染色体稳定的3个单株。继续自交2代获得有育种前景的抗病株系。这些抗病株系的产量和品质值均低于对照标准品种，且有遗传自 N. rustica的倾向于倒伏的不利性状（Ternouth et al., 1988）。烤烟中来源于 N. rustica的野火病抗性遗传符合由一个显性单基因位点控制（Woodend，et al., 1992）。采用杂交育种转育野火病抗性，实际上是转育包含野火病抗性的黄花烟染色体片段（简称为WZ导入片段，WZintrogression segment）。

对包含和不包含长WZ导入片段的近等基因系的根系进行RNA测序分析，分析近等基因系之间的SNPs, INDELs和差异表达基因，表明长WZ导入片段替换了普通烟草第19号染色体约65Mb区间。间接表明长WZ导入片段大小约65Mb（Shi, et al., 2019）。

普通烟草中来源于野生种的导入片段导致不利性状有4种可能机制：包括连锁累赘、基因多效、位置效应和替换包含优良基因的染色体片段。上述4种机制的任何一种起作用，导入片段都将给受体亲本带来不利性状（Chaplin and Mann, 1978）。比如，烤烟中来源于心叶烟（ N.glutinosa）的长N导入片段烤烟还报道过产量平均减少148 kg/ha、烤后叶片颜色较淡、叶基部挂灰(Chaplin et al., 1961)、烤后烟叶烟碱和总氮含量偏高(Lewis etal., 2007)等连锁累赘。

有文献表明烤烟中长WzZ导入片段与产量、产值、级指（grade index）、总植物碱含量、还原糖含量无负相关关系(Drake, et al., 2015)。但长达65Mb黄化烟染色体片段导入烤烟，可能带来其他不利性状。获得抗野火病的短WZ导入片段烤烟植株，有望获得综合性状好的育种株系。