[发明专利]水稻黄单胞杆菌的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，提供了水稻黄单胞杆菌的分子标记及其应用，特别是提供了水稻白叶枯病菌和水稻细菌性条斑病菌鉴定的显性分子标记和共显性分子标记，以及应用这些分子标记检测两种病原细菌的应用。

背景技术

水稻黄单胞杆菌是一类典型的黄色的革兰氏阴性菌，是水稻上主要的细菌性致病菌，包括水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)和水稻细菌性条斑病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzicola(Xoc)(Zhao,Ardales et al.2004).Xoo能够引起水稻的维管束病害是水稻白叶枯病，而Xoc是通过组织间隙来侵染水稻从而引起水稻细菌性条斑病。由于水稻白叶枯病(BB)受到温度以及地域的影响成为最为严重的水稻细菌性病害之一，受之影响严重的主要是亚洲和部分非洲地区。然而高产的水稻品种是更易受到水稻白叶枯病(BB)的侵染，因此水稻白叶枯病(BB)常导致严重的经济损失，减产量达50％。相比之下，水稻细菌性条斑病菌(BLS)引起的损失相对较小，严重的时候减产量达30％。但是，随着杂交水稻的广泛种植，水稻细菌性病害有逐年加重的趋势。因此，遏制水稻细菌病害的发展对于稳定粮食生产和改善人们生活水平至关重要。

随着全球贸易在农业中的蔓延，水稻种子进出口的检验工作尤为重要。而在亚洲包括中国在内，已经把水稻白叶枯病菌和水稻细菌性条斑病菌定义为水稻检疫性病害。其种子带菌传播严重，因此，快速检测和准确的识别病原物是检疫工作的关键，同时能够有效的防治病害发生和减少病害带来的损失。尽管水稻白叶枯病菌和水稻细菌性病菌的侵染方式不同，但是由于同属水稻黄单胞菌的白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)和条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)亲缘关系非常近，且基因组序列相似性高达90％以上，在检疫工作中不易被鉴定区分。传统的筛选分离手段对于同种不同致病变种，形态特征极为相似菌株，区分起来耗时耗力。噬菌体技术在水稻细菌病害流行中较为常用，但噬菌体专化性易造成的假阴性以及血清学方法中抗血清质量问题易产生的假阳性，使得这种方法的普及受到限制。在当前的检验检疫工作中，采用方便、经济的PCR分子标记开展相关工作已经成为主要方法，各种以PCR为依托的检测方法络绎不绝，如TaqMan实时荧光PCR方法虽然准确灵敏但成本昂贵，很难应用到日常检验检疫工作中。在水稻两种细菌性病害的检验检疫中，前人利用两种病原菌中电子转移黄蛋白α亚基的差异和跨膜蛋白基因(AY319937、AY319941)的差异设计显性专化性引物来进行鉴定区分，取得一定的效果。由于细菌间存在一定程度的遗传物质的交换，单一分子标记容易造成检测上的误差，而且PCR实验在实际操作中容易形成一定的污染概率，存在一定的假阳性风险，因此开发丰富的、保守性高的分子标记进行多位点检测有利于保证检测的准确性。

而伴随着生物测序技术的发展，完成了很多全基因组测序工作。到目前为止，已经有四个黄单胞杆菌的菌株完成了测序(其中包括KACC10331,PXO99A,MAFF311018,and BLS256),以及完成了水稻白叶枯病菌株AX01947的草图。基于已获得的信息，可以利用生物信息学的比较算法来研究不同小种之间的差异。如何利用这些已有研究成果来区分水稻白叶枯病菌和水稻细菌性病菌成为我们的研究前沿。

发明内容

本发明的发明人正是针对现有技术的研究情况基于这些已经发布的物种序列进行全基因组序列比对，提供了水稻黄单胞杆菌的分子标记及其应用，特别是提供了水稻白叶枯病菌和水稻细菌性条斑病菌鉴定的显性分子标记和共显性分子标记，以及应用这些分子标记检测两种病原细菌的应用。