山药抗炭疽病相关的AFLP、ISSR标记及SCAR转化

Previously we collected 356 yam germplasm materials from nine provinces including Hainan province and finished the identification of their resistance to anthracnose. Based on the previous data, we are going to find the specific molecular marker (specific fragment) closely linked to anthracnose resistance genes through AFLP and ISSR. These specific fragments will be converse into SCAR molecular marker according to their sequence. In this way the specific SCAR marker as a kind of technology system for yam anthracnose resistance will be established. The SCAR molecular marker is suit to identify large quantities of samples because of its single band, stability, high repeatability, low cost and simple operation. It can be used to make sure the yam anthracnose resistance earlier and speed up the breeding procedure by discard the undesired materials. Further, the high quality yam anthracnose resistance germplasm can be exploited and spread or be used as breeding parents through integrating the results from artificial inoculation, disease symptom in field and SCAR marker checking. This research can provide probes for cloning anthracnose resistance genes by genome library screening and provide marker start points of ISSR,AFLP or SCAR by chromosome walking.

本课题组前期从海南等9省区收集了356份山药种质，并完成了炭疽病菌的分离、鉴定及田间炭疽病抗性观察。在此基础上, 本项目拟采用ISSR和AFLP技术分别获得与抗炭疽病基因紧密连锁的特异性分子标记（特异性片段），将这些特异性片段分别回收、克隆和测序，根据测序结果进行SCAR标记转化，通过验证，建立山药炭疽病抗性特异的SCAR标记技术。这种SCAR分子标记所检测的是单一带型，操作简单，稳定性和可重复性高，试验成本低廉，适用于对大批量检测样品进行炭疽病抗性的鉴定。在育种工作中，可及早确定山药炭疽病抗性之强弱，以便尽早淘汰与育种目标不符的材料，从而加快育种进程。整合人工接种鉴定、田间发病以及SCAR标记检测结果，筛选出可供推广利用或用作育种亲本的抗炭疽病山药种质。研究结果还可为通过基因组文库筛选克隆抗炭疽病基因提供ISSR和AFLP片段探针或通过染色体步移提供ISSR和AFLP或SCAR标记起点。

山药别名薯蓣，属薯蓣科薯蓣属植物，在我国已有2500年以上的栽培历史。目前炭疽病是薯蓣栽培的最主要病害，严重影响了山药的产量和品质。山药栽培品种没有免疫和高抗品种，而野生薯蓣种质具有较强的抗病性。基于此，本项目完成在海南岛27个点的薯蓣野生资源的采集，保存有海南省薯蓣种质200多份，其中的山薯种质为海南岛特有材料。本项目除海南以外，还从广东、云南等地搜集薯蓣种质资源，目前薯蓣种质资源圃保存有500多份薯蓣种质。通过田间调查来分析薯蓣抗炭疽病的状况，我们将田间病情指数分为6级（高抗、中抗、一般、感、中感和高感），鉴定高抗种质有89份，中抗种质的薯蓣种质为59份。另外，通过叶片离体接菌的方法调查了300多份薯蓣种质，鉴定高抗种质76份，中抗种质65份。通过比对田间鉴定和叶片离体接种鉴定的高抗中抗薯蓣种质，发现有41份高抗种质和30份中抗材料为两类鉴定所同有的。此外，在薯蓣中开发分子标记，使用不依赖于物种序列信息的AFLP和SRAP类分子标记，一共筛选8对AFLP引物组合、49对SRAP引物具有优良扩增条带和丰富多态性，开发AFLP标记1286个，SRAP标记610个。基于薯蓣属物种的转录谱测序信息，设计500对EST-SSR引物，筛选了186对引物具有多态性，一共开发EST-SSR标记370个。结合薯蓣抗炭疽病表型数据和分子标记信息，挖掘与抗炭疽病紧密相关分子标记8个，可用于薯蓣抗炭疽病种质的分子筛选。