抗玉米南方锈病基因的功能标记发掘

玉米南方锈病是一种暴发流行的毁灭性病害，发病中度的田块 ,减产 10%-20% ,感病较重的达到50%以上 ,部分田块可能绝收，严重威胁玉米的生产。本申请项目拟利用本课题自主选育的高抗玉米南方锈病的双M9和它的近等基因系高感玉米南方锈病的双M9S为材料，接种后不同的采样时间进行采样，提取总mRNA，然后反转录成cDNA。采用cDNA-AFLP技术分析抗玉米南方锈病基因的差异表达并通过RT-PCR进行验证，然后开发功能标记并在分离群体中进行验证，最终用于玉米分子标记辅助育种，制定育种方案。预期将获得一系列自主知识产权的功能分子标记，并将为玉米抗南方锈病常规与分子育种奠定理论与应用基础。

本项目收集160份常用玉米自交系作为材料进行抗玉米南方锈病关联分析群体，利用完全随机区组设计，调查接种后15天和30天的抗性作为表型性状，56K芯片数据作为基因型，进行关联分析。关联性分析分析结果表明，在第十号染色体10.01区段附近发现有1个SNP标记与玉米南方锈病抗性显著关联（P≤2.43 ×10-5），贡献率为16%，这与前人研究结果类似；在第四号染色体发现2个SNP标记与玉米南方锈病抗病显著关联（P≤2.43 ×10-5 ），累计贡献率为21%。前人研究结果认为玉米南方锈病抗病基因RppQ位于第十号染色体10.01区段的phi041和umc2053之间。本人查询玉米基因组信息，发现该区段共有23个基因，其中一个为Rpp9，但不能确定究竟RppQ和Rpp9是否为同一基因，因为定位用的材料并不相同，所以生理小种也可能不一样。在第四号染色体也曾经有发现QTL的报道，与本研究结果相似，但由于贡献率并不是特别大，研究结果也需要在分离群体中进行验证后再开发分子标记用于育种。本研究在10号染色体发现的显著关联的SNP标记，已经开发成PCR标记，引物序列为ScrF: 5-TTCGCTCCCAGCGCGGCAAA-3, ScrR: 5-GATCCAGTGCGATATGACGGCA-3,初步在DM9×B73的F2分离群体中验证，抗感分离比列基本合理，后续还需在别的群体中进行验证。