水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7共显性功能标记的开发与应用

[目的]对水稻白叶枯病广谱抗性基因Xa7进行精准检测和世代跟踪,通过分子标记检测Xa7基因材料的纯合或杂合型.[方法]根据Xa7、xa7和无等位基因型序列的差异,通过Premier 5软件设计了含 4条引物Xa7-F、Xa7-R、Xa7null-F、Xa7null-R的功能标记Xa7fun,且采用PCR方法分别对不同遗传资源材料进行分子标记特异性检测和验证,自然高温下于孕穗期对含Xa7基因的 3份杂交改良系及亲本采用剪叶接种法接种 7个白叶枯病菌菌株进行抗性鉴定,并于成熟期考察记录其农艺性状.[结果]分子标记特异性检测结果表明,Xa7基因纯合型材料R084可扩增出大小为 91 bp的条带,无等位基因型材料Nip可扩增出大小为 153 bp的条带,杂合体Nip/R084可扩增出大小为 91 bp、153 bp的条带,共显性标记Xa7fun得到的电泳条带与引物设计时预测的目标片段完全吻合;18份不同类型的种质资源均未扩增出 91 bp大小的功能条带,说明这些材料均不含Xa7基因;杂交改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3均仅含有 91 bp大小的功能条带,表明Xa7基因纯合;在高温下,华占对 7个菌株表现为高感、中感或感病,R084除对菌株 PX099感病外,对其余 6菌株均为高抗、中抗或抗病,Ry-1对 GDA2、HNA1-4、FuJ、GD1358、YN24等 5个菌株为高抗或中抗,Ry-2对GDA2、GD1358、HNA1-4、PXO86、YN24等 5个菌株为高抗或抗病,Ry-3对HNA1-4、FuJ、GDA2、GD1358、PXO86、YN24 等 6个菌株均为高抗或中抗.因此,Xa7基因的渗入对华占改良系Ry-1、Ry-2、Ry-3的白叶枯病抗性有大幅度的提高;通过对 3个改良系和亲本等农艺性状分析表明,3个改良系的生育期、株高、穗长、单株总粒数、结实率、千粒重介于R084和华占之间,Ry-1和Ry-3单株有效穗数显著高于华占和R084,Ry-2与华占、R084差异不显著,单株产量与华占或R084相比差异不显著.[结论]本研究开发的功能标记Xa7fun能够准确、高效地识别水稻Xa7基因纯合型、杂合型等,而且Xa7基因的渗入不会造成杂交改良系重要农艺性状变差,可在水稻白叶枯病抗性分子育种中推广应用.