鑒定水稻高抗白葉枯病基因的STS分子標記及其應用制造技術

本發明專利技術公開了一種鑒定水稻高抗白葉枯病基因的STS分子標記，該分子標記的核苷酸序列為SEQ?ID?NO：1。該STS分子標記引物為下列引物對，其中的核苷酸序列為5′→3′，正向引物：5’GGGAGAAATTGGCCCCAGTTAGAGAA3’，反向引物：5’?GCTTCACTTGATCACTGCTGTTTG3’。本發明專利技術還同時公開了該STS分子標記的用途：用于對水稻抗白葉枯病Xa7基因的輔助選擇育種或者用于克隆Xa7基因。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一個高抗、廣譜、持久抗水稻白葉枯病的基因的分子標記及其在育種中的應用，屬于分子遺傳育種領域。
技術介紹
水稻白葉枯病是由革蘭氏陰性黃單孢菌水稻變種(Xanthomonas oryzae pv.0ryzae,Xoo.)所引起的一種世界性細菌病害，它與稻瘟病、紋枯病一起被稱為水稻的“三大病害”。水稻遭遇白葉枯病后，一般減產20 30%，嚴重時可達50%，甚至絕收，同時稻米品質也會受到影響。自20世紀50年代以來，水稻白葉枯病發病范圍逐漸擴大，開始遍布世界各大水稻產區(Mew，1987)。目前，國內大面積種植的雜交稻對白葉枯病的抗性比較差，主要原因是三系雜交稻中野敗型、矮敗型、網型、D型、印水型和紅蓮型等不育系都不抗白葉枯病，而恢復系的抗性又大多源于Xa4基因，長期大面積地使用單一抗源導致了新致病菌株 的進化，使得生產上僅利用Xa4的水稻品種逐漸表現出感病，抗病的持久性得不到保證(章琦，2009 )。因此，如何利用新的抗病基因，盡快提高雜交稻的抗病性是育種中急待解決的問題。迄今，從水稻中鑒定的抗白葉枯病基因已經有30多個(章琦，2005 ;劉丙新，2010)，其中24個為顯性基因，9個為隱性基因，為抗病基因的利用和開發提供了極好的遺傳資源。目前，已有7個抗白葉枯病基因被克隆，分別是Xa21(S0ng，1995)、Xal(Y0Shimura，1998)、xa5 (Iyer,2004),Xa3 (或 Xa26 ;Sun，2004)、Xa27 (Chu,2006)、xal3 (Chu，2006)和Xa23(王春連，2006 ;張小紅，2008)。Xa21 編碼一個 LRR(Leucine rich r印eats)類受體激酶的膜蛋白；Xal編碼一個NBS-LRR型蛋白，氨基端含一個核苷酸結合位點NBSUucleotidebinding site),而羧基端含一個LRR結構域；Xa3與Xa26被證明是同一個基因，編碼一個LRR類受體蛋白激酶，包括胞外的LRR結構、一個跨膜區和胞內的絲氨酸/蘇氨酸激酶結構域；xa5編碼一個通用轉錄因子(general transcription factors) TF II A的γ亞基(即OsTF II Ay5) ;xal3、Xa23和Xa27各自編碼一類新的蛋白。由此可見，這些基因的功能各異，抗病的機理和途徑也多不相同，特別是Xa27和xal3兩個基因的抗性都是由啟動子突變導致的，這為水稻抗病機制的多樣性開辟了新的視野。已鑒定的Xa基因的抗病性具有各自特點，它們一般不受發育的調控，但有些基因(如Xa3、Xa21)只在成株期發揮抗病的作用；有些基因具有廣譜的抗性(如Xa7、Xa21、Xa23)，而有些基因(如Xal)則只對一種或幾種生理小種有抗性(Nifio-Liu，2006)。所以，盡管抗白葉枯病基因的數目已達到30多個，但是只有少數Xa基因兼具全生育期、廣譜、持久等良好的抗病特性；而且，憑借現有的技術只有顯性抗病基因(如Xa4、Xa21、Xa23)才能用于雜交稻的生產，而xa5、xal3等隱性基因目前還無法在雜交稻的抗病育種中應用(劉丙新，2010)。因此，真正能有效地用于水稻抗白葉枯病的育種和生產的基因并不多。現在Xa基因的育種應用主要還是集中在雜交水稻品種的抗性改良上，育種工作者們已經利用Xa4、Xa21 和 Xa23 選育出了許多抗病恢復系品種，如 IR26、IR28、IR30、IR32、IR36、IR50、IR54以及具有IR系統親緣的測64-7和桂99等恢復系都攜有Xa4基因(章琦，2009);彭應財等(2003)利用分子標記輔助選擇(molecular assisted selectoin,MAS)技術把Xa21導入強優恢復系輻恢838中，選育出抗病恢復系中恢218 ;曹立勇等(2003)應用MAS技術育成了攜有Xa21的R8006和R1176兩個恢復系品種，并配出雜交組合中優6號、中優1176等；羅彥長等(2005)以IRBB21為供體與廣親和恢復系4183雜交和多次回交，逐代用分子標記輔助選擇，育成的新恢復系4183即有抗病性，又保持了廣親和、恢復性及優良的經濟性狀。李進波等(2006)以含Xa23的CBB23為抗源，與優良雜交稻親本9311和1826雜交，利用與Xa23緊密連鎖的分子標記輔助選擇，選育出了 21個抗性株系。此外，保持系中的抗白葉枯病育種應用也有不少成功的例子，如林荔輝等(2004)用IRBB21與保持系珍汕97B雜交、回交，結合MAS技術獲得了 6個珍汕97B的Xa21導入系；季芝娟等(2007)利用CBB23與保持系嘉紅B雜交，再將Xa23基因轉育到野敗型不育系紫興05A中，育成了農藝性狀穩定、敗育徹底、抗病不育系中嘉A。在兩系不育系的白葉枯病抗性改良中，羅彥長等(2003)以IRBB21為供體，以感病光敏核不育系3418S為受體，利用MAS技術從BC3F2中選育出攜有Xa21基因的抗病光敏核不育系；羅彥長等(2005)還用秈型低溫敏不育系399S與IRBB21雜交并回交，逐代用分子標記檢測，聚合Xa21和低溫敏核不育系基因，育成了抗白葉枯病的秈型低溫敏 核不育系3178S。水稻Xa7基因源于孟加拉稻種DV85 (Sidhu et al.，1978)，是一個具有廣譜抗性的顯性抗白葉枯病基因，對多個菲律賓生理小種都具有全生育期的抗性(Porter et al.，2003)。國際水稻所已將Xa7基因轉育到了 IR24中，構建了其近等基因系IRBB7。Vera Cruz等(2000)通過對水稻抗病品種IRBB4 (Xa4)、IRBB7和IRBBlO (XalO)三年白葉枯病的監測，發現IRBB7比IRBB4、IRBB10具有更強、更持久的抗性；大田區試也表明Xa7的抗性能保持十多年(White et al.，2009)。最新的研究還發現，與Xa3、Xa4、xa5、XalO等基因不同，在高溫條件下Xa7基因能更有效地限制白葉枯病菌的生長，而一般情況下高溫是有利于細胞的生長的，這可能是Xa7比其它Xa基因的抗性更持久的原因之一(Webb et al.，2010)。而且，與Xa7基因對應AvrXa7不僅是引發水稻中Xa7抗病反應的無毒因子，也是PX086、PX085等白葉枯菌株中重要的毒力因子，對維持白葉枯病菌的適應性具有重要作用，所以白葉枯病菌中AvrXa7的穩定存在也是Xa7基因能提供持久抗性的原因之一(Nifio-Liu，2006)。由此可見，Xa7基因將是水稻的抗病育種中一個更加理想的抗源。為了克隆Xa7基因，Porter等(2003)曾利用IRBB7將Xa7定位在水稻第6號染色體的Ml和M3兩個分子標記間，遺傳距離為2. 7cM ;在此基礎上，Chen等(2008)又將Xa7鎖定在⑶SSR02和RM20593兩個分子標記間，物理距離為118. 5kb。盡管如此，Xa7基因至今還沒有被克隆。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是開發一個高抗、廣譜、持久的抗白葉枯病基因Xa7的分子標記，其能用于Xa7基因的鑒定及輔助選擇育種。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一個與白葉枯病抗性基因Xa7緊密連鎖的STS (sequence tag本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鑒定水稻高抗白葉枯病基因的STS分子標記，其特征是：該分子標記的核苷酸序列為SEQ？ID？NO：1。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳析豐，陳龍，王月，顧志敏，馬伯軍，
申請(專利權)人：浙江師范大學，
類型：發明
國別省市：