与红蚰麦抗白粉病基因紧密连锁的分子标记引物及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及与红蚰麦抗白粉病基因紧密连锁的分子标记引物及应用，可应用于分 子标记辅助育种，属于农业生物技术领域。 二、
【背景技术】
[0002] 小麦白粉病是由专性寄生真菌小麦白粉病菌（Erysiphegraminisf.sp. tritici)引起的一种严重的叶部病害。小麦白粉病从小麦植株的苗期开始到成株期均有 所发生。白粉病菌主要侵染小麦叶部，但是发病严重时也可侵染叶鞘、茎杆以及穗部。侵染 后通过争夺植株营养，植株的呼吸作用和蒸腾作用明显加强，并且造成植株的光合能力下 降甚至完全丧失。当植株发病早并且严重时，会严重影响植株的生长发育，造成根部的吸 收能力下降，植株的分蘖数也随之减少，最终造成小麦的成穗数、穗粒数和千粒重下降，从 而引起减产（Bowen等，1991，ReductioninyieldofwinterwheatinNorthCarolina duetopowderymildewandleafrust,Phytopathology81，503-511 ;Everts和Leath， 1992,Effectofearlyseasonpowderymildewondevelopment,survival,andyield contributionoftillersofwinterwheat，Phytopathology82,1273-1278)。20世纪60 年代以来，随着小麦矮杆、半矮杆品种的推广以及栽培措施的改善，白粉病的发生和危害日 趋严重，在世界主要麦区由次要病害上升为主要病害，严重影响和限制小麦的稳产和高产 (王心宇等，2000,小麦抗白粉病基因Pm6的RAH)标记，遗传学报27,1072~1079)。据统 计，小麦白粉病引起的产量损失一般为5~10%，严重发生时可高达50%，甚至绝产。1990 年和1991年在我国全国大流行，两年的发生面积均超过1200万hm2(全国农业技术推广服 务中心2008年数据）。1990年白粉病造成小麦产量损失14. 39亿kg(金善宝，1996,中国 小麦学，北京：中国农业出版社）。因此，对小麦白粉病的防治仍然十分重要。
[0003] 在众多防治措施之中，通过培育和种植抗病品种防治小麦白粉病是最为环保且 经济有效的途径（Qiu等，2005，MicrosatellitemappingofaTriticumurartuTurn, derivedpowderymildewresistancegenetransferredtocommonwheat(Triticum aestivumL.)，TheoreticalandAppliedGenetics111，1524 ~1531)。其一可以避免化 学药剂施用所带来的环境问题，其二可以降低生产成本。选育抗病品种的关键在于对小麦 抗白粉病基因的挖掘、研究和合理利用（杨作民等，1994,小麦抗病育种的战略问题一一小 麦对锈病、白粉病第二线抗源的建立和应用，作物学报20, 385~394)。尽管目前发掘鉴定 了大量小麦抗白粉病质量基因，但由于小麦白粉病菌具有群体大、适应范围广、生理小种多 且毒力变异快等特点，加之大面积推广单一的抗病品种，大部分抗性基因已被新的毒性小 种克服而丧失抗性。因此，寻找新的抗病种质，发掘新的抗病基因，选育新的抗病品种，是小 麦育种工作者的一项长期任务。
[0004] 小麦白粉病抗性表现为质量抗性（qualitativeresistance)和数量抗性 (quantitativeresistance)两种形式（Friebe等，1994，Cytogeneticallymonitored transferofpowderymildewresistancefromryeintowheat,CropScience34， 621~625)。质量抗性由单基因或寡基因控制，植株与病原菌的互作符合Flor的"基因 对基因假说"，小种专化性较强，一般在苗期表达（Bennett，1984，Resistancetopowdery mildewinwheatareviewofitsuseinagricutureandbreedingprogrammes, PlantPathology33, 279~300)。小麦白粉病质量抗性基因的研究与利用较为深入，技 术也较为成熟。目前，已报道的小麦抗白粉病基因中大多数为质量抗性，即大多数抗性是 由单基因控制的小种专化抗性。在已报道的80多个小麦主效抗白粉病基因中正式命名的 定位于不同位点的有54个，分别是Pml~Pm54(McIntosh等，2013，Catalogueofgene symbolsforwheat，In:OgiharaY(ed)Proceedingofthe12thinternationalwheat geneticssymposium,Yokohama,Japan, 8 - 13Sept;McIntosh等，2014,Catalogueofgene symbolsforwheat:2013_2014supplement，AnnuWheatNewsl60,153 - 175;Hao等， 2015,MolecularcharacterizationofanewpowderymildewresistancegenePm54in softredwinterwheat，TheorApplGenet128,465 - 476)。在这些抗病基因中，除Pm5、 Pm9、Pm26、pm42、mlRD30、pmY212、PmLK906、pmX、pm2026 和Pm47 等为隐性基因外，大部分呈 显性遗传。虽然已定名的抗白粉病主效基因比较多，但由于小麦白粉菌生理小种多，毒力变 异快，致使含有单一抗性的品种一般在生产上应用3~5年便失去抗性。此外，由于有些抗 病基因与一些不良性状连锁而较难在育种中利用。因此，真正能应用于生产的数量有限。
[0005] 在我国，应用到生产中的抗白粉病基因有Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm5、Pm6、Pm8、Pm21、 Pm23和Pm24等。向齐君等（向齐君等，1996,小麦白粉病抗源材料的有效抗基因分析，作 物学报，22,741~744)通过测定抗性基因对白粉菌群体的抗性程度发现Pml、Pm3a、Pm3b、 Pm3c、Pm3f、Pm5、Pm7、Pm8抗病的效能在我国已经很差，在生产上已无实用价值；Pm2、Pm4a、 Pm4b在西南地区抗性较低，但在我国其它地区仍然有效；Pm2+Mld、Pm2+Pm6、Pm21及我国农 家品种小白冬麦（mlXBD基因）的抗性表现很好。Pm21是目如抗性最强的基因，其载体品种 无明显的不良性状，且在不同小麦遗传背景下抗病性均表现稳定，现已转育到生产品种中， 并在生产上得到了应用。Pm8在我国乃至世界小麦抗白粉病育种中是一个较为典型的例子。 自20世纪70年代以来育种单位大多采用来自黑麦血统的抗源，诸如"牛朱特"、"高加索"、 "阿芙乐尔"和"洛夫林"等1B/1R易位或代换系的衍生种，其所含的抗白粉病基因多为Pm8。 由于推广品种抗源的单一性，20世纪80年代中期开始，Pm8抗白粉基因相继在世界范围内 丧失了抗病性，造成了近10年来小麦白粉病的大流行，从而最终导致20世纪末我国小麦生 产中白粉病多次大流行。引起这两次大流行的主要原因是携带Pm8的1B/1R易位系小麦品 种丧失抗性（施爱农等，1998,抗白粉病小麦新品系的选育及其抗性基因分析，植物病理学 报 25,218 ~222)。
[0006] 所以，为了防止Pm21由于抗原单一再次造成类似于Pm8的抗性丧失现象，必须大 力挖掘和利用新抗原，培育含有新的抗病基因的品种，有效控制白粉病的流行。同时，合理 布局抗病基因和抗病品种，将多个抗病基因聚合到一个品种中去，拓宽抗谱和提高耐持久 性，也是延缓品种抗性丧失，防治病害大面积流行的重要方法。抗病品种的传统选育方法是 通过接种鉴定后选择抗病植株，使用这种方法有时会因为接种不充分或发病条件不适宜而 影响选择效率。随着分子标记技术的产生和不断发展完善，可以利用分子标记进行抗病基 因的鉴定选择，从而发展了分子标记辅助选择（Marker-assistedselection,MAS)方法。 用分子标记进行抗病基因的检测，在早代就可以进行选择，提高选择的准确性，缩小育种群 体，并且不受环境、生长季节的限制，结合加代技术能大大缩短育种年限、提高育种效率。因 此分子标记技术已成为辅助育种的重要手段。
[0007] 三、技术方案
[0008] 技术问题
[0009] 本发明针对上述研究背景，以高抗白粉病小麦品种红蚰麦为抗病材料筛选和寻找 新的而且稳定存在与白粉病抗性基因紧密连锁的分子标记及其方法，用于小麦白粉病辅助 选择育种，能够克服常规遗传育种周期长等缺点。由于研究所用材料为对多个白粉菌生理 小种表现抗性的材料，因此有望发掘新的白粉病抗性基因。
[0010] 技术方案
[0011] 与小麦红蚰麦抗白粉病基因紧密连锁的分子标记引物，其特征在于，该引物是与 红蚰麦白粉病抗性基因紧密连锁的SSR标记Xmp925的引物，标记X