[发明专利]亚麻MLO型抗白粉病基因快速鉴定

说明书

技术领域

本发明是借助于亚麻测序全基因组序列，利用植物比较基因组学、遗传学、生物信息学和候选基因策略等方法快速鉴定亚麻白粉病基因，主要涉及到亚麻全基因组序列的下载，候选基因的鉴定，基因的比对，聚类等手段，进而鉴定出白粉病基因，属于植物生物技术科学领域。 

背景技术

亚麻（Linum usitatissimum）为亚麻科亚麻属的一年生草本植物，是世界范围内广泛栽培的韧皮纤维作物和油料作物。亚麻白粉病（Flax and Benne powdery mildew）是亚麻生产上一种常见的病害，主要由半知菌亚门的亚麻粉孢菌（Oidium lini Skorie）引起，这种病菌主要侵染亚麻叶、茎、花等地上部器官，病害发生初期亚麻叶、茎和花器表面会产生零星的灰白色粉状斑，即病菌的菌丝和分生孢子梗及分生孢子；后期发病严重时，病叶上灰白色粉状物可扩展到整个叶片及全株，植株失绿或者枯死。亚麻受白粉病侵害后，光合效率降低，蒸腾作用强度增加，呼吸作用提高，严重影响了亚麻的正常长发育，这些病害往往会使亚麻早枯，原茎光泽度差、纤维质量差、麻籽结实率低、千粒重低，这给亚麻生产带来极大的损失。生产上为了避免此类病害的发生，种植者一般采用控制病原菌（如对种子消毒、田间轮作，清除病残物等）、改进栽培措施及化学防治等方法。但这样不仅费时费力，从根本上也解决不了病害的发生。研究表明控制此类病害最有效最直接的方法是选育抗病新品种，随着分子技术的日趋成熟，利用分子标记、转基因等技术选育亚麻抗病品种逐渐被发展了起来，例如利用转基因技术我们可以将亚麻抗白粉病基因转移到优质的不抗白粉病亚麻品种中，因此找寻适合的亚麻抗白粉病基因是利用分子技术进行抗白粉病育种的前提和保障。 

MLO型抗病基因是植物特异的一类抗病基因。研究者最早发现MLO（Mildew resistance locus o）基因对白粉病抗性是始于1937-1938年，由德国人在埃塞俄比亚采集了很多品种的大麦，其中的两个株系对白粉病菌 (Blumeria graminis f. sp. hordei) 所有己知的生理小种都具有高效抗性。进一步研究表明，大麦中MLO基因的隐性突变mlo可以使大麦对几乎所有己知大麦白粉病菌的生理小种产生持久、广谱的抗性。最近，研究者发现很多植物的抗白粉病基因都是MLO型基因控制，如番茄，豌豆、拟南芥、蔷薇、辣椒、百脉根等等。因此挖掘植物中的MLO型抗病基因对植物抗白粉病育种具有重要的作用。 

目前，常用挖掘抗病基因常用的方法有图位克隆，转座子标签等方法。但是由于亚麻的基础研究不够深入，因此利用这些方法不仅时间长而且很难准确地克隆这些基因。因此，如何快速鉴定亚麻中的MLO型抗病基因将成为亚麻抗白粉病育种的重要前提。 

植物比较基因组学(Comparative Genomics)是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。利用模式植物基因组与其它植物基因组之间编码顺序上和结构上的同源性，克隆其他植物基因，揭示基因功能和分子机制，阐明物种进化关系及基因组的内在结构。本专利所采用的方法及思路：模式植物拟南芥基因组研究已经揭示了MLO型基因的功能，利用基因其顺序上的同源性克隆亚麻MLO型抗病基因，根据模式植物拟南芥实验系统上的优越性和已知MLO型抗病基因的特点，快速“捕捉”亚麻抗白粉病基因。近年来，亚麻基因组测序的完成为我们快速挖掘亚麻白粉病基因提供了条件。本专利介绍了以亚麻全基因组序列为前提，结合比较基因组学、遗传学、基因组学、生物信息学和候选基因策略等知识，快速挖掘白粉病基因。 

发明内容

技术问题  

本发明的目的是提供一种通过结合植物比较基因组学、植物遗传学、基因组学和生物信息学等知识，快速挖掘亚麻抗白粉病基因。其结果一方面可用于亚麻白粉病基因紧密连锁分子标记的开发，进行分子标记辅助选择育种，另一方面也为其他作物白粉病基因鉴定提供参考依据。

技术方案