利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于油菜種質(zhì)改良技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，利用遠緣雜交以抗根腫病白菜品種文鼎春蕾的抗病后代株系與抗根腫病的中花芥藍為根腫病的抗性基因來源；以感病的甘藍型油菜品種中雙11為輪回親本，以遠緣雜交獲得的真雜種做母本回交，利用分子標(biāo)記IP13?2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1去篩選含有白菜與芥藍抗性的植株，以覆蓋全基因組的SSR標(biāo)記對后代植株進行背景選擇，選取與輪回親本相似度最高的抗性植株。本發(fā)明專利技術(shù)利用分子標(biāo)記進行輔助選擇加快抗根腫病甘藍型油菜品系的選育過程；聚合多個抗根腫病的基因，提高了甘藍型油菜對根腫病的抗性，加快了選育進程。

A method for the synthesis of Brassica napus resistant to clubroot disease by means of polymerization breeding and Biotechnology

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法
本專利技術(shù)屬于油菜選育
，公開了一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法。
技術(shù)介紹
目前，最接近的現(xiàn)有技術(shù)：早在19世紀(jì)后期，根腫病開始在北美洲澳洲廣泛發(fā)生，直到20世紀(jì)初，根腫病幾乎在所有的大洲都廣泛發(fā)生，在我國大部分地區(qū)也有分布。其導(dǎo)致十字花科作物每年全球范圍內(nèi)發(fā)生10％-15％的減產(chǎn)，從而成為制約十字花科作物生產(chǎn)的主要因素之一。根腫病是一種由蕓薹根腫菌引起的土傳病害，是廣泛栽培種植的十字花科作物的主要的毀滅性病害之一。主要危害植物根部，引起植株根部形成腫瘤，腫瘤會阻礙植株營養(yǎng)元素和水分的吸收，嚴(yán)重影響植株正常的生長，導(dǎo)致作物田間產(chǎn)量降低。植株一旦侵染根腫菌，土壤將長期帶菌，不再適宜栽培十字花科作物。目前國內(nèi)主要采用傳統(tǒng)的化學(xué)方法來防治根腫病，但不能從根本上解決油菜根腫病傳播，同時也帶來了環(huán)境的污染，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。選育抗病品種被認為是防治根腫病最為安全、經(jīng)濟和有效的措施。近年來，許多單位利用回交轉(zhuǎn)育法轉(zhuǎn)育甘藍型油菜抗根腫病種質(zhì)，但是傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育法，僅僅只靠目測、簡單的表型選擇，沒有在分子水平進行精準(zhǔn)鑒定，選育速度非常緩慢，而且很容易丟失抗性基因，截止目前為止，極少有抗根腫病的甘藍型油菜種質(zhì)被合成。甘藍型油菜在三大類型栽培油菜中種植面積最大，在油菜生產(chǎn)中占有重要的地位，因此開展甘藍型油菜抗根腫病研究，培育抗根腫病的甘藍型油菜新品系，對提高油菜抗根腫病能力具有極其重要的戰(zhàn)略意義。十字花科根腫病存在多個生理小種，在我國，甘藍型油菜根腫病病原至少存在2號、4號和7號等生理小種類型，其中4號小種存在的范圍最廣泛。由于不同的生理小種所對應(yīng)的致病基因不盡相同，在某一地區(qū)抗根腫病的品種種植到另外的區(qū)域后，常常由于生理小種發(fā)生改變而導(dǎo)致原來的抗根腫病品種變?yōu)楦懈[病的品種，這給根腫病的防治帶來極大的困難。此外，由于現(xiàn)有的一些十字花科材料抗性比較單一，多年種植后其抗性逐漸退化，因此，急需培育聚合多個抗性基因、抗多個根腫病菌生理小種的品種。我國并不是甘藍型油菜的起源中心，甘藍型油菜從歐洲傳入我國僅有幾百年，種質(zhì)資源稀少，而且遺傳背景較為狹窄，目前在我國抗根腫病的油菜品種非常少，而且抗性來源很單一，但是其近緣物種白菜、甘藍中存在抗根腫病的材料，因此，有必要從這些物種中將根腫病的抗性基因?qū)氲礁仕{型油菜中，育成抗多個生理小種的甘藍型油菜新品種，從而緩解我國油菜根腫病的蔓延。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：(1)甘藍型油菜中抗根腫病的種質(zhì)資源比較稀少，難以滿足甘藍型油菜根腫病抗性育種的要求。(2)現(xiàn)有的甘藍型油菜材料中根腫病抗性來源較為單一，而且僅抗少數(shù)生理小種，出現(xiàn)抗性衰退的現(xiàn)象。(3)傳統(tǒng)的甘藍型油菜根腫病抗性材料選育方法較為緩慢。解決上述技術(shù)問題的難度：目前單靠從甘藍型油菜篩選抗根腫病的種質(zhì)，培育抗根腫病的甘藍型油菜新品種，很顯然是行不通的，因此必須從其近緣物種中挖掘抗病基因。目前大多數(shù)研究者都從白菜中尋找抗源，但是造成了抗性基因的來源較為單一，而且抗性很容易消失，因此必須拓寬抗性基因的來源渠道，十分有必要從甘藍從獲得抗性基因的，增強甘藍型油菜抗病的持久性。傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育方法，主要根據(jù)田間表型進行選擇，工作量很大，而且很容易選擇錯誤，缺乏分子水平的精準(zhǔn)鑒定，見效很慢。如果將傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育法與分子標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合，將會大大提高后代個體的選擇的精準(zhǔn)度，少走彎路，加快選育進程，就目前國內(nèi)大部分研究單位而講，改種方法簡單，容易操作，成本較低。解決上述技術(shù)問題的意義：該專利技術(shù)提供了一條選育甘藍型油菜抗根腫病種質(zhì)的新途徑，有利于拓寬甘藍型油菜根腫病抗性來源，合成的含有多個抗性位點的種質(zhì)往往具有較為持久的抗病性。該方法的廣泛應(yīng)用，將會大大加快甘藍型油菜的根腫病種質(zhì)的選育進程，對于緩解目前根腫病的蔓延起到較好的抑制作用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法利用遠緣雜交的方法，以抗根腫病白菜品種文鼎春蕾與抗根腫病中花芥藍為根腫病的抗性基因來源，其中白菜品種文鼎春蕾抗根腫病P4與P7生理小種，中花芥藍抗P4以及P7生理小種，均在市場可以獲得的。以中雙11為輪回親本，以遠緣雜交獲得的真雜種做母本，進行回交，利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1去篩選含有白菜與芥藍抗性的植株，利用中雙11與其回交，獲得BC2的種子，利用P4生理小種接種該分離群體，同時利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1篩選抗病植株。進一步，所述分子標(biāo)記IP13-2的序列為SEQIDNO：1；所述分子標(biāo)記KASP1的序列為SEQIDNO：2。進一步，所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法包括以下步驟：第一步，以感根腫病油菜品種中雙11為受體(做母本)與白菜品種文鼎春蕾做雜交，收獲種子后，對F1代利用P4生理小種做抗性鑒定，同時利用細胞學(xué)、分子標(biāo)記進行真假雜種鑒定，挑選抗P4生理小種的真雜種做母本，與中花芥藍做雜交，授粉15天后，挑選種子進行胚挽救；第二步，利用細胞學(xué)、分子標(biāo)記雜交后代進行真假雜種鑒定，挑選真雜種；以中雙11為輪回親本，以遠緣雜交獲得的真雜種做母本，進行回交；利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1篩選抗病植株；第三步，利用100對分布于甘藍型油菜全基因組的SSR標(biāo)記對獲得的抗病植株進行背景選擇，篩選與中雙11遺傳背景最相似的抗性個體，繼續(xù)與中雙11進行回交，重復(fù)BC2代的選育過程，一直到BC5，將選擇獲得抗性植株自交獲得BC5F1，利用P4生理小種接種該群體，篩選抗病植株，同時利用分子標(biāo)記IP13-2與KASP1檢測該分離群體中是否存在白菜與芥藍的抗性位點；第四步，將獲得同時具有白菜及甘藍抗性的植株利用SSR標(biāo)記背景選擇，獲得與中雙11相似度最高的個體，連續(xù)自交3代，一直到BC5F4。對BC5F4種子分別用P4與P7生理小種進行接種鑒定，以及利用IP13-2與KASP1檢測抗性位點，最終獲得具有多個抗性基因、抗多個生理小種的甘藍型油菜品系。進一步，所述第一步胚挽救的具體方法如下：利用含2％的蔗糖的B5液體培養(yǎng)培養(yǎng)未成熟的種子，當(dāng)幼胚出現(xiàn)后長出子葉時，將胚移至含2％蔗糖的B5固體培養(yǎng)基上，3-4葉期時移至土壤中。本專利技術(shù)的另一目的在于提供一種所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法在油菜育種中的應(yīng)用。綜上所述，本專利技術(shù)的優(yōu)點及積極效果為：本專利技術(shù)利用白菜與芥藍中的抗根腫病資源，利用聚合育種的方法培育具有多個根腫病抗性基因、抗多個根腫病生理小種的甘藍型油菜。與現(xiàn)有技術(shù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，其特征在于，所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法利用遠緣雜交的方法，以抗根腫病白菜品種文鼎春蕾與抗根腫病中花芥藍為根腫病的抗性基因來源，其中白菜品種文鼎春蕾抗根腫病P4與P7生理小種，中花芥藍來抗P4以及P7生理小種；以中雙11為輪回親本，以遠緣雜交獲得的真雜種做母本，進行回交，利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1去篩選含有白菜與芥藍抗性的植株，利用中雙11與其回交，獲得BC

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，其特征在于，所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法利用遠緣雜交的方法，以抗根腫病白菜品種文鼎春蕾與抗根腫病中花芥藍為根腫病的抗性基因來源，其中白菜品種文鼎春蕾抗根腫病P4與P7生理小種，中花芥藍來抗P4以及P7生理小種；以中雙11為輪回親本，以遠緣雜交獲得的真雜種做母本，進行回交，利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1去篩選含有白菜與芥藍抗性的植株，利用中雙11與其回交，獲得BC2的種子，利用P4生理小種接種該分離群體，同時利用文鼎春蕾中與根腫病抗性相關(guān)的分子標(biāo)記IP13-2以及芥藍中抗根腫病的分子標(biāo)記KASP1篩選抗病植株。


2.如權(quán)利要求1所述的利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，其特征在于，所述分子標(biāo)記IP13-2的序列為SEQIDNO：1；所述分子標(biāo)記KASP1的序列為SEQIDNO：2。


3.如權(quán)利要求1所述的利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法，其特征在于，所述利用聚合育種和生物技術(shù)合成抗根腫病甘藍型油菜的方法包括以下步驟：
第一步，以感根腫病油菜品種中雙11為受體(做母本)與白菜品種文鼎春蕾做雜交，收獲種子后，對F1代利用P4生理小種做抗性鑒定，同時利用細胞學(xué)、分子標(biāo)記進行真假雜種鑒定，挑選抗P4生理小種的真雜種做母本，與中花芥藍做雜交，授粉15天后，挑選種子進行胚...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃鎮(zhèn)，于澄宇，徐愛遐，石益基，鄭琳，王凱，
申請(專利權(quán))人：西北農(nóng)林科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61