[发明专利]分子标记辅助选择多基因高抗稻瘟病材料的育种方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子标记辅助选择多基因高抗稻瘟病材料的育种方法，尤其是采用特异性的分子标记辅助选择聚合含多个抗稻瘟病基因的水稻材料，结合田间表型性状和抗病性鉴定，选育目标更加明确高效，属于水稻育种领域。

背景技术

稻瘟病是由稻瘟病菌引起的水稻病害，其分布范围十分广泛。据统计，全世界有80余个国家均有发生，一般流行年份可造成10％-20％的减产，严重发生时则达到40％-50％。20世纪90年代以来，我国稻瘟病的年发生面积均在380万hm²以上，每年损失稻谷数亿千克。随着品种应用的单一化、集中化以及气候的影响，稻瘟病的危害也越来越严重。尽管人们在防害防治上耗费了巨大的精力和物质投入，但限于诸多方面因素的影响，防治效果一直不尽人意，尤其在病害严重发生的年份，常常给生产育种造成了巨大的损失。以辽宁省为例，辽宁省主栽水稻品种辽星1号，近年来由于品种抗病性退化导致穗茎瘟大面积发生，严重影响了辽宁省粳稻的生产。产生这种现象的根本原因就是主栽品种对稻瘟病病苗的抗谱狭窄，且单一化，集中化种植普遍，这样一旦稻瘟病病菌流行小种发生变化，品种对稻瘟病的抗性便迅速下降。因此选育广谱多基因聚合水稻品种很重要。

目前，在抗稻瘟病品种选育过程中，育种家主要采用系谱法。传统的系谱法通过两亲本组配，从分离后代中择优选育品种，抗病表型依赖于田间自然鉴定或人工接种鉴定，鉴别难度大，准确率很低。由于不了解亲本的抗病基因型，育种者在亲本选择上非常盲目，通常是海量配组，海量选择后代，工作量大，育种效率低。利用分子标记结合田间抗病表现进行选择，可以大大提高抗性品种选育的准确性和效率。

Pi-ta基因位于水稻第12染色体靠近着丝点附近的区域，定位于BAC克隆BAC142E8上(Bryan et al.，2000)，Pi-ta基因包含2个外显子和1个1463bp的内含子，编码一个长度为928个氨基酸的细胞质膜受体蛋白，该蛋白含NBS结构域和富亮氨酸结构域(LRD)，Pi-ta位点上的抗感两基因的编码产物仅有一个氨基酸的差异，即第918氨基酸由抗病产物的丙氨酸变异为感病产物的丝氨酸，其抗病机制是Pi-ta基因的编码产物能与稻瘟病菌的无毒基因AVR-Pita表达产物相互作用引发抗病反应(Bryan et al.，2000)，Pita对辽宁地区的稻瘟病小种有一定的效果。

Pi5以前定位于第4染色体，与RG788连锁(Wang et al.，1994)；后被更正，重新定位于第9染色体上S04G03和C1454之间的170kb区间内(Jeon et al.，2003)。研究表明Pi5与Pi3等位或紧密连锁(Inukai et al.，1996)，而对Pi5/Pi3区间的测序表明它们实质上就是同一个基因，而且它们的抗性供体不是Moroberekan和Pai-Kan-Tao(Jeon et al.，2003)，最有可能的供体是Tetep(Yi et al.，2004)。此外，Pi5/Pi3与Pii位于同一位置，且抗谱一致，推测它们是同一个基因(Yi et al.，2004)。

发明内容

为了高效选择高抗稻瘟病新品种，有针对性、特异性的选择针对辽宁地区，选育含有抗病基因Pita和pi5的育种材料，本发明提供了一种有效的育种方法。利用DNA标记A1，A2和A3，A4对稻瘟病抗性基因Pita进行分子标记辅助选择，利用DNA标记B1，B2对稻瘟病抗性基因Pi5进行分子标记辅助选择，结合田间不同分离世代的性状选择及抗性鉴定，在最佳世代进行抗病基因聚合，提高了选育多基因高抗水稻新材料的效率。

本发明提供以下解决方案：

利用含有稻瘟病抗性基因Pita的水稻材料P1与辽宁感病材料辽星1号构建抗感F2群体。利用特异分子标记A1、A2、A3、A4筛选田间表型性状优良且含有Pita的单株，利用筛选出的抗病单株与感病亲本辽星1号进行回交，得到回交群体BC₁F₁在海南进行加代；在天津正季播种BC₁F₂的种子，再次利用分子标记A1、A2、A3、A4对稻瘟病抗性基因Pita进行筛选，同时结合田间表型及抗病性鉴定筛选抗病单株，利用抗病单株再与感病亲本辽星1号进行回交，得到BC₂F₁群体在海南加代；在天津正季播种BC₂F₂种子，利用分子标记A1、A2、A3、A4对稻瘟病基因Pita进行筛选，筛选出的抗病单株进行自交加代，得到BC2F4代含有抗病基因Pita单株。