本发明专利技术属于作物遗传育种领域，提供一种小麦植株千粒重判断标记及其应用。该标记为CAPS标记，命名为JHMfeI，序列如SEQ ID NO.1所示，利用标记引物JHMfeI‑F：GGAGGAAACAAAGTGGTC，JHMfeI‑R：GAGAAGAGGAGGTCGTAG对小麦基因组进行扩增，获得扩增产物。其中携带JHMfeI‑a类型(扩增产物片段大小为399bp和90bp)的小麦植株比携带JHMfeI‑b类型(扩增产物片段大小为489bp)的小麦植株千粒重更高。本发明专利技术开发出的CAPS标记JHMfeI可以有效区分千粒重高低，用于小麦高产分子聚合育种，拓宽小麦育种材料的遗传基础。
【技术实现步骤摘要】
一种小麦植株千粒重判断标记及其应用
本专利技术属于作物遗传育种领域，涉及小麦植株千粒重判断标记及其应用。
技术介绍
小麦是全球约35-40％人口的主食，中国是全球最大的小麦生产国和消费国，常年产量约占全球总产17％。提高小麦产量对我国及全球粮食安全具有非常重要的战略意义。单位面积穗数、穗粒数和千粒重是构成小麦产量的三要素，其中，千粒重具有相对较高的遗传力，可以分解为粒长、粒宽、粒厚等基本要素。因此，鉴定千粒重相关位点，开发与其紧密连锁的分子标记将有助于小麦高产聚合育种。千粒重属于数量性状，受主效-微效多基因共同控制，其相关QTL分布于小麦21条染色体，其中，主效QTL位于1A、3A、4B、5A、6A、7A、7B、7D，部分候选基因已被同源克隆，如位于6AS染色体的TaGW2；位于2A染色体的TaCWI等。但是，千粒重的遗传机理较复杂，不同材料，遗传背景不同，控制千粒重的主效基因也存在差异。鉴定并开发出更多千粒重相关基因及其分子标记，不仅有利于加快多基因聚合育种的进程，同时有助于进一步阐明小麦产量形成的分子机制。
技术实现思路
本专利技术提供一种小麦植株千粒重判断标记，该标记为JHMfeI，序列如SEQIDNO.1所示。本专利技术还提供一种小麦植株千粒重判断标记引物，该引物分别为JHMfeI-F：GGAGGAAACAAAGTGGTC，JHMfeI-R：GAGAAGAGGAGGTCGTAG。本专利技术还提供标记在小麦千粒重判断中的应用，该基因具有JHMfeI-a类型和JHMfeI-b类型，携带有JHMfeI-a类型的小麦植株比携带JHMfeI-b类型的小麦植株千粒重更高。本专利技术还提供标记引物在小麦千粒重判断中的应用，具体方法为以所述引物对小麦基因组进行扩增，当扩增产物片段大小为489bp，则该小麦属于携带有JHMfeI-a类型；当扩增片段大小为399bp和90bp，则该小麦属于携带有JHMfeI-b类型；携带有JHMfeI-a类型的小麦植株比携带JHMfeI-b类型的小麦植株千粒重更高。上述标记引物在小麦千粒重判断中的应用，其中，(1)所述PCR扩增体系为0.8uL2.5mMdNTP,0.2uL10uM标记引物JHMfeI-F，0.2uL10uM标记引物JHMfeI-R1uL10×Buffer,0.5UTaqDNApolymerase,100ngDNA模板，用双蒸馏水补齐到10uL；本专利技术中使用的是EasyTap品牌。(2)扩增过程为94℃变性5min；94℃变性30s；60℃退火30s；72℃延伸30s，38个循环。本专利技术还提供上述判断标记的获得方法，该方法包括如下步骤：(1)提取小麦基因组DNA；(2)随机对小麦千粒重、粒长和粒宽性状进行测定；(3)酶切方案设计和简化基因组测序；(4)遗传图谱构建：利用SLAF-seq方法，共得到在两个亲本之间存在多态性的SLAF标签，构建亲本遗传图谱；采用HighMap软件分析SLAF标签在染色体上的线性排列，并估算相邻标签之间的遗传距离，最终得到遗传图谱；(5)1B染色体千粒重主效QTL检测：利用软件在小麦1B染色体检测到一个粒重主效QTL，确定物理区间；本专利技术中采用软件QTLIciMapping4.1检测小麦QTL。(6)CAPS标记获得：以两个亲本为对照，根据163个家系的千粒重表型值，选择30个高千粒重家系的籽粒和30个低千粒重家系的籽粒，分别提取这60个家系的DNA，然后等量混合构建高粒重池和低粒重池，用于660KSNP芯片检测；根据上述(5)中鉴定的粒重主效QTL物理位置，筛选该区间内在亲本以及两池间都存在一致突变的SNP，利用软件查找酶切位点以及能够识别该位点的专一性限制性内切酶，采用软件在酶切位点上下游各1000bp设计引物，获得CAPS标记JHMfeI；本专利技术所述的660KSNP芯片是委托北京博奥生物有限公司进行。本专利技术是利用PrimerPremier5软件设计引物。(7)标记与植株千粒重相关性分析：利用连锁群亲本品种和自然群体进行主效位点与千粒重的相关性分析，验证了JHMfeI对粒重具有显著的效应，为调控粒重的主效QTL，可以作为小麦植株千粒重标记。上述判断标记获得方法，其中，连锁群体为京411/红芒春21，自然群体由369份小麦品种所组成。因此，步骤(4)共得到6718个SLAF标签，获得的遗传图谱总图距为1310.38cM。步骤(5)所述的QTL位于Marker24473338-Marker236689383之间，物理区间为647895499bp-651868580bp。上述判断标记获得方法，其中，步骤(3)所述酶切方案设计包括如下过程：利用酶切预测软件对参考基因组进行电子酶切预测，最终确定使用RsaI酶，酶切片段长度选择在414-544bp的序列范围；其中，选择最适酶切原则：①位于重复序列的酶切片段比例尽可能低；②酶切片段在基因组上尽量均匀分布。上述判断标记获得方法，其中，步骤(3)所述简化基因组测序包括如下步骤：将b过程获得的酶切大片段和dATP在37℃条件下进行3’端加A处理；连接测序接头；PCR扩增；纯化；混样；切胶选取目的片段，测序；同时选用拟南芥(ArabidopsisthalianaecotypeColumbia)作为对照进行测序。上述判断标记获得方法，其中，步骤(3)还包括确定参考基因组方法，具体步骤如下：根据小麦的基因组大小以及GC含量等信息，最终选取小麦(TriticumaestivumLinn.)A组基因组作为参考基因组进行酶切预测；其中，A组基因组为3.92Gb，GC含量45.38％。有益效果：专利技术人利用千粒重差异较大的两个品种京411(千粒重42.54g)和红芒春21(千粒重18.73g)为亲本构建了RIL群体(F10代)，两个亲本在千粒重上差异较大，有利于寻找控制千粒重的主效QTL，采用SLAF-seq技术对两个亲本以及163个家系成员进行简化基因组测序，在全基因组水平上共开发出6718个多态性SNP标记，且结合多年千粒重表型数据，在1B染色体上检测到控制千粒重的主效QTL，并获得与其紧密连锁的分子标记(Marker24473338-Marker24708085)，位于647-651Mb之间。为进一步缩短该区间，继续以两个亲本为对照，根据163个家系成员的千粒重表型值，选择30个高千粒重家系和30个低千粒重的家系，分别提取各自基因组DNA后等量混合，构建高低混合池，进行660K芯片扫描分型(委托北京博奥晶典有限公司完成)，获得在亲本以及两池间差异一致的SNP标记用于加密目标区段。本专利技术通过的简化基因组测序(Specific-LocusAmplifiedFragmentSequencing，SLAF-seq)，即利用生物信息学方法寻找合适的酶对基因组进行酶切，构建一定大小的插入片段文库，对其进行高通量测序，在全基因组范围内鉴定多态性标记(SNPs)。鉴定出来的大量多态性SNPs标记用于构建高密度遗传图谱以及定位控制千粒重的主效QTL。对于已经鉴定到的目标主效QTL，进一步利用小麦660K芯片分型上述两个亲本(京411和红芒春21)，以及所构建的高低混合池，寻找目标区间内(647-651Mb)在两个亲本以及高低混合池间差异一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小麦植株千粒重判断标记，其特征在于：该标记为JHMfeI，序列如SEQ ID NO.1所示。
【技术特征摘要】
1.一种小麦植株千粒重判断标记，其特征在于：该标记为JHMfeI，序列如SEQIDNO.1所示。2.一种小麦植株千粒重判断标记引物，其特征在于：该引物分别为JHMfeI-F：GGAGGAAACAAAGTGGTC，JHMfeI-R：GAGAAGAGGAGGTCGTAG。3.权利要求1所述标记在小麦千粒重判断中的应用，其特征在于：该基因具有JHMfeI-a类型和JHMfeI-b类型，JHMfeI-a能够被限制性内切酶MfeI切开，酶切位点C/AATTG，扩增产物长度为399bp和90bp，JHMfeI-b类型不能被限制性内切酶MfeI切开，扩增产物长度为489bp；其中，携带有JHMfeI-a类型的小麦植株比携带JHMfeI-b类型的小麦植株千粒重更高。4.权利要求2所述标记引物在小麦千粒重判断中的应用，其特征在于：以所述引物对小麦基因组进行扩增，当扩增产物片段大小为489bp，则该小麦属于携带有JHMfeI-a类型；当扩增片段大小为399bp和90bp，则该小麦属于携带有JHMfeI-b类型；携带有JHMfeI-a类型的小麦植株比携带JHMfeI-b类型的小麦植株千粒重更高。5.权利要求4所述标记引物在小麦千粒重判断中的应用，其特征在于：(1)所述PCR扩增体系为0.8uL2.5mMdNTP,0.2uL10uM标记引物JHMfeI-F，0.2uL10uM标记引物JHMfeI-R1uL10×Buffer,0.5UTaqDNApolymerase,100ngDNA模板，用双蒸馏水补齐到10uL；(2)扩增过程为94℃变性5min；94℃变性30s；60℃退火30s；72℃延伸30s，38个循环。6.权利要求1所述判断标记的获得方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)提取小麦基因组DNA；(2)随机对小麦千粒重、粒长和粒宽性状进行测定；(3)酶切方案设计和简化基因组测序；(4)遗传图谱构建：利用SLAF-seq方法，共得到在两个亲本之间存在多态性的SLAF标签，构建亲本遗传图谱；采用HighMap软件分析SL...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海萍，常成，谢红咏，王升星，曹佳佳，李黎，未文新，陈雪健，姜昊，闵晓宇，王建峰，卢杰，陈璨，司红起，马传喜，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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