本发明专利技术涉及棉花衣分性状分子生物学领域，特别涉及与棉花衣分性状显著相关的基因、SNP标记及其应用。与棉花衣分性状显著相关的基因，为基因Gh_D05G1124和/或Gh_D05G0313。本发明专利技术以276份陆地棉材料为材料，种植于多个环境中，采用CottonSNP63K基因芯片进行基因分型，共获得10660个高质量的SNPs，用于遗传结构分析和GWAS。结果共发现23个与衣分性状显著相关的SNPs，对应15个QTLs。另外，通过qRT‑PCR分析，确定了Gh_D05G1124和Gh_D05G0313为调控衣分性状的候选基因，并得到与衣分显著相关的SNP标记，为棉花衣分性状的研究和应用提供理论支持。
【技术实现步骤摘要】
与棉花衣分性状显著相关的基因、SNP标记及其应用
本专利技术涉及棉花衣分性状分子生物学领域，具体而言，涉及与棉花衣分性状显著相关的基因、SNP标记及其应用。
技术介绍
棉花是天然纺织纤维的主要来源，也是世界上重要的经济作物。陆地棉(GossypiumhirsutumL.)，是一种异源四倍体棉种，约占全球棉花产量的95％。提高棉花产量一直是棉花育种工作的重要目标。其中，皮棉产量是衡量棉花产量的重要指标，由单株铃数、衣分、单铃重等性状构成。众多研究发现，衣分与棉花产量之间存在显著的正相关，并且衣分也是棉花高产量育种的重要性状指标。然而，传统育种工作仅仅通过田间表型鉴定的方式对衣分性状进行改良，效率低下，假阳性高。因此，鉴定衣分性状紧密相关的分子标记和基因，通过分子育种手段针对性改良衣分性状，对棉花育种具有重要的理论和应用价值。有关研究表明，有利的遗传变异可以提高植物环境适应性和产量性状。然而，大多数植物的性状都为复杂数量性状，受多基因的微效效应控制。因此，对目标性状的基因鉴定相对来说是很困难的。连锁分析和全基因组关联分析是目前挖掘复杂性状遗传变异最常用的研究方法。棉花的衣分性状是典型复杂的数量性状，由微效多基因调控。在以往的研究中，基于双亲的杂交后代群体剖析棉花衣分性状遗传机理是最常用的策略。在棉花中，基于连锁分析的作图群体，构建了多张种间和种内遗传图谱，并被广泛用于棉花复杂数量性状的相关研究之中。棉花产量和纤维品质性状的QTL定位研究取得了不错的成果。目前，研究者利用不同的作图群体共鉴定4882个与棉花产量、纤维品质、抗逆性和种子等性状相关的QTLs。其中，与衣分性状相关的QTL位点有327个，分布于不同的染色体上。由于作图群体构建的耗时性及连锁分析定位精度低等条件的限制，衣分性状QTL位点的精细定位和关键基因克隆难以实现。近年来，全基因组关联分析(Genomewideassociationstudy,GWAS)逐渐成为挖掘植物复杂数量性状的遗传变异及候选基因的一种快捷、方便及有效的研究方法，已经被广泛应用于水稻，玉米，油菜和大豆等作物复杂数量性状的研究中。与其他模式作物相比，棉花基因组庞大，结构复杂及分子标记多态性低，因此，关联分析在棉花中的应用相对滞后。随着棉花基因组测序的完成、基因芯片和高通量测序技术的快速发展，棉花中挖掘了大量的SNP标记，极大地促进了全基因组关联分析在棉花上的应用。近年来，利用高密度SNP标记的全基因组关联分析策略，研究人员发现了许多与棉花产量、纤维品质和抗性有关的遗传位点。其中，利用全基因组关联分析策略探析目标性状的遗传机理，在棉花衣分性状也有相关报道。Su等利用简化基因组测序技术(SLAF)对355份陆地棉材料进行基因型鉴定，结合多个环境目标性状表型的调查，开展了衣分性状的GWAS研究及相关候选基因的挖掘。通过整合GWAS及RNA-seq分析的方法，鉴定到了一个可能调控衣分性状的候选基因Gh_A02G1268。另外，Huang等利用CottonSNP63K基因芯片及GWAS分析方法对503份陆地棉自然群体重要农艺性状进行遗传解析，共鉴定到了21个与衣分显著相关的SNP位点。通过显著SNP侧翼区域的连锁不平衡分析来进行候选基因的挖掘，共发现17个控制衣分性状候选基因。进而，通过生物信息学方法分析发现Gh_D08G2376与AT3G07020及GhSGT1基因同源，推测Gh_D08G2376可能通过调控种子大小及纤维发育进而影响衣分性状。总的来说，对衣分性状遗传基础的研究相对有限，还需要进一步的相关研究。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供与棉花衣分性状显著相关的基因，以276份陆地棉为材料，采用分子生物学手段和性状进行大量生物信息分析得到，为棉花性状改良育种工作提供良好的基础。本专利技术的第二目的在于提供与棉花衣分性状显著相关的基因中的SNP标记，可应用于种质鉴定、育种或遗传多样性分析，为棉花性状的研究提供良好的基础。本专利技术的第三目的在于提供用于检测该SNP标记的产品，为该SNP标记的检测提供便利。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：与棉花衣分性状显著相关的基因，为基因Gh_D05G1124和/或Gh_D05G0313，其中，基因Gh_D05G1124的核酸序列如SEQIDNO：1所示，基因Gh_D05G0313的核酸序列如SEQIDNO：2所示。本专利技术以276份陆地棉材料为材料，种植于多个环境中。采用CottonSNP63K基因芯片进行基因分型，共获得10660个高质量的SNPs，并用于遗传结构分析和GWAS。通过GWAS分析，共发现23个与衣分性状显著相关SNPs，对应15个QTLs。另外，通过qRT-PCR分析，确定了Gh_D05G1124和Gh_D05G0313为调控衣分性状的候选基因。基因Gh_D05G1124和Gh_D05G0313均位于棉花第Dt05条染色体上。对基因Gh_D05G1124和Gh_D05G0313进一步分析发现，基因Gh_D05G1124的第10个外显子区域序列和基因Gh_D05G0313的第1个外显子区域序列对衣分性状有显著影响。进一步地，与棉花衣分显著相关的基因为基因Gh_D05G1124的第10个外显子区域序列和/或基因Gh_D05G0313的第1个外显子区域序列。本专利技术还提供了含有上述的与棉花衣分显著相关的基因或其反义链的载体。本专利技术还提供了含有上述的载体的宿主。本专利技术还提供了与棉花衣分显著相关的SNP标记，所述的SNP标记包括以下中的任一种或两种：位于基因Gh_D05G1124第10个外显子区域，以基因Gh_D05G1124的起始密码子计算，位于第6498碱基处，其核苷酸为G/A；位于基因Gh_D05G0313第1个外显子区域，以基因Gh_D05G0313的起始密码子计算，位于第176碱基处，其核苷酸为G/A。即SNP标记位于如SEQIDNO：1所示的核酸序列的第6498位碱基，和/或位于如SEQIDNO：2所示的核酸序列的第176位碱基。本专利技术进一步分析发现，衣分性状主要与SNP位点核酸变化相关，得到与衣分显著相关的SNP标记，并且衣分性状的表型值与SNP位点有利等位变异的聚集呈正相关。因此，与衣分显著相关的SNP标记对棉花衣分性状的研究和应用提供理论支持。本专利技术还提供了用于检测上述的SNP标记的引物对、探针或芯片。检测上述的SNP标记的引物对、探针或芯片根据上述的基因序列进行设计即可。如检测基因Gh_D05G1124上的SNP标记的引物对如SEQIDNO：3-4所示；检测基因Gh_D05G0313上的SNP标记的引物对如SEQIDNO：5-6所示。本专利技术还提供了含有上述的引物对、探针或芯片的试剂盒。本专利技术还提供了所述的SNP标记在棉花种质鉴定、育种或遗传多样性分析中的应用。本专利技术还提供了一种高产棉的鉴定方法，包括以下步骤：提取待检测的棉花的基因组，对上述的SNP标记进行检测，若为GG基因型则为高产植株。本专利技术还提供了一种棉花育种方法，包括以下步骤：提取待检测的棉花的基因组，对上述的SNP标记进行检测，挑选出GG基因型作为高产植株继续杂交繁殖。进一步地，所述待检测的棉花包括适宜于有性繁殖、植物性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.与棉花衣分性状显著相关的基因，其特征在于，为基因Gh_D05G1124和/或Gh_D05G0313，其中，基因Gh_D05G1124的核酸序列如SEQ ID NO：1所示，基因Gh_D05G0313的核酸序列如SEQ ID NO：2所示；进一步地，与棉花衣分性状显著相关的基因为基因Gh_D05G1124的第10个外显子区域序列和/或基因Gh_D05G0313的第1个外显子区域序列。
【技术特征摘要】
1.与棉花衣分性状显著相关的基因，其特征在于，为基因Gh_D05G1124和/或Gh_D05G0313，其中，基因Gh_D05G1124的核酸序列如SEQIDNO：1所示，基因Gh_D05G0313的核酸序列如SEQIDNO：2所示；进一步地，与棉花衣分性状显著相关的基因为基因Gh_D05G1124的第10个外显子区域序列和/或基因Gh_D05G0313的第1个外显子区域序列。2.含有权利要求1所述的与棉花衣分性状显著相关的基因或其反义链的载体。3.含有权利要求2所述的载体的宿主。4.与棉花衣分性状显著相关的SNP标记，其特征在于，所述的SNP标记包括以下中的任一种或两种：位于基因Gh_D05G1124第10个外显子区域，以基因Gh_D05G1124的起始密码子计算，位于第6498碱基处，其核苷酸为G/A；位于基因Gh_D05G0313第1个外显子区域，以基因Gh_D05G0313的起始密码子计算，位于第176碱基处，其核苷酸为G/A。5.用于检测权利要求4所述的SNP标记的引物对、探针或芯片。6.一种试剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李威，杨代刚，宋成祥，裴小雨，刘艳改，贺昆仑，张飞，任中英，孙宽，马雄风，周晓箭，张文生，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41
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