[发明专利]一种与水稻抗白叶枯基因Xa7连锁的SNP标记及其应用

说明书

本发明公开了一种与水稻抗白叶枯基因Xa7连锁的SNP标记及其应用，所述SNP标记为OS900223_K01，所述SNP标记的多态性位点位于日本晴6号染色体27970206位的碱基处，多态性为G/A，本发明方案利用与Xa7共分离的特异性SNP位点，结合KASP检测技术，解决传统分子标记辅助育种中的技术问题，无需琼脂糖凝胶电泳，可快速、准确、高效、高通量的鉴定Xa7基因，加快品种选育进程，对促进Xa7基因在商业化育种中的广泛应用具有重要意义。

技术领域

本发明属于农业分子生物学领域，具体涉及一种与水稻抗白叶枯基因Xa7连锁的SNP标记及其应用。

背景技术

胁迫是影响作物生长与产量的重要因素之一，主要分为两类：一类为生物胁迫，如虫害、细菌病害与真菌病害等；一类为非生物胁迫，主要为作物生长过程中受到的环境影响，如土地盐碱性、温度、重金属、光照与水分等。与非生物胁迫相比，生物胁迫对作物的影响尤为严重，每年可导致全球作物产量损失一半以上，其中由病原微生物引起的生物胁迫是导致作物减产的主要原因。提高作物的抗病性，可有效降低作物受到生物胁迫后的产量损失。水稻作为一种重要的主粮作物，其在生长过程中经常受到多种生物胁迫的影响，其中由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)引起的白叶枯病是一种传播速度快、发生范围广、突变性强的细菌性病害，严重制约水稻的生长与产量。白叶枯病可发生在水稻生长发育的各个阶段，病菌通过侵入水稻的维管束，从而导致叶片枯萎，影响水稻的正常生长。目前，白叶枯病的防治主要靠化学试剂抑制病菌侵染，但防治效果较差，并且容易造成环境污染，破坏生态平衡。由于白叶枯病害的发生受多种因素的影响，化学试剂防治很难控制其传播，通过选育含有天然白叶枯抗性基因的水稻品种可有效的减少病害造成的产量损失，阻断病害的流行。

相关研究表明，已鉴定的抗白叶枯基因有40多个，多数为显性基因。其中Xa1、Xa2、Xa3/Xa26、Xa4、xa5、Xa7、Xa10、xa13、Xa14、Xa21、Xa23、xa25、Xa27、Xa31、xa41与Xa45等16个基因被克隆，相关基因功能也得到阐述。Xa21作为第一个被图位克隆的白叶枯抗性基因，对多数白叶枯病鉴别菌株表现出优良的抗性，并已广泛应用于水稻抗病育种中。Xa21编码的类受体蛋白激酶由1025个氨基酸组成，其结构可分为九个区域：信号肽区、未知功能区、富含亮氨酸重复区(LRRs)、带电荷区、跨膜区、带电荷区、近膜区、丝氨酸-苏氨酸激酶区(STK)和羧基端尾区。Xa21的抗病性主要取决于LRRs与STK两个功能区的活性。Xa23是在普通野生稻中发掘的白叶枯抗性基因，具有广谱抗性。该基因编码的蛋白由113个氨基酸组成，与Xa10编码的蛋白具有50％的氨基酸序列相似性。Xa23的转录表达需要AvrXa23特异性激活，感病基因xa23启动子中因缺少AvrXa23结合的TALE元件，从而导致基因无法被激活，植株表现出感病性状。Xa21与Xa23是具有广谱抗性的白叶枯抗性基因。育种家利用分子标记辅助选择，将Xa21与Xa23聚合到重要的水稻育种材料中，使其获得持久的白叶枯抗性，提高抗性新品种的选育效率。Xa7是除Xa21与Xa23外另一个被广泛应用于水稻白叶枯抗性育种的基因，其具有广谱、持久、高抗等特点。Xa7来源于孟加拉国的水稻品种DV85，将其导入到感病品种IR24中，获得白叶枯抗性近等基因系IRBB7。目前，Xa7已被克隆，相关分子机制也得到阐明。Xa7定位到一个特殊的74kb区域，该区域不存在于日本晴中，对该区域基因表达水平分析并确定候选基因，其编码一个功能未知由113个氨基酸组成的蛋白。在Xa7启动子中含有一个AvrXa7效应子结合元件(EBE)，与SWEET14中用于病害易感性方面起作用的EBE高度相似，Xa7可防止SWEET14被白叶枯病菌利用，提高水稻对病害的抗性。AvrXa7和PthXo3可激活Xa7的转录表达，参与其介导的抗病反应。高温可加快Xa7的表达，提高水稻的白叶枯抗性。对3000多份水稻材料进行分析，发现Xa7位点主要存在于籼稻中。Xa7的克隆及分子机制的研究，对促进其在水稻白叶枯抗性育种中的进一步应用具有重要意义。