本发明专利技术属生物技术领域，涉及鉴定多花多粒小麦‑冰草渐渗系的SNP分子标记，其为Unigene20307‑1420。本发明专利技术首次基于SNP标记技术开发了小麦背景下的冰草P基因组特异分子标记，为高通量检测和追踪小麦‑冰草衍生后代中的冰草外源遗传成分提供了一个有效的方法，且以此标记成功地鉴定出携带多花多粒优异性状的小麦‑冰草渐渗系，对未来小麦育种中有效利用这些冰草外源基因奠定了重要基础。
SNP molecular marker identification and application of multi florets wheat Agropyron introgression lines
The invention belongs to the field of biotechnology, SNP molecular markers to the identification of multi florets wheat Agropyron introgression lines, the Unigene20307 1420. The invention firstly developed Agropyron P genome specific molecular markers of wheat under the background of SNP markers based on technology, provides an effective method for high-throughput detection and tracking wheat wheatgrass wheatgrass derived exogenous genetic elements in the offspring, and this marker was successfully identified with multi florets excellent traits of wheat wheatgrass introgression lines, laid an important foundation for the future in wheat breeding, the effective use of these wheatgrass exogenous gene.
【技术实现步骤摘要】
鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记及应用
本专利技术属于生物
，具体涉及鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记及其应用。
技术介绍
小麦是世界主要粮食作物之一，然而，在长期的驯化及栽培过程中遗传多样性逐渐降低，这严重阻碍了小麦新品种的培育。因此，提高小麦的遗传多样性变得尤为重要。小麦野生近缘种长期生长在自然环境中，经受了各种恶劣环境条件的考验，蕴藏着丰富的遗传变异，携带有大量价值的基因资源可供小麦利用。把这些优异基因引入普通小麦是增加小麦遗传多样性和改良小麦品种的重要途径。冰草属(AgropyronGaertn.)是小麦重要的野生近缘属，由单一P基因组构成，具有众多可用于小麦改良的优异基因。李立会等通过胚拯救的方法获得了普通小麦‘Fukuhokomugi’与冰草Z559的杂种，之后通过自交和连续回交创制了一系列小麦-冰草异源二体附加系。目前，利用小麦-冰草附加系产生易位系，已经将6P染色体的多花多粒、抗白粉病和叶锈病、多分蘖和高千粒重以及2P染色体的抗白粉病等优异性状导入普通小麦，并获得了大量携带P基因组遗传特征的疑似渐渗系。尽管许多外源基因已经被导入小麦中，但是基因的渗入仍然费时费力，很难满足小麦育种的需求。因此，对已经获得的渐渗系的有效检测是加速外源种质利用过程中迫切需要解决的问题。一直以来，细胞学手段，比如染色体带、GISH和FISH，被广泛用来检测小麦中的外源染色体片段。但是这些传统技术分辨率较低，且不能高通量检测杂交后代。普通分子标记，例如SSR，能够检测小麦中细胞学方法无法检测到的小片段外源染色质，但是在高通量检测时它们费力耗材，这严重限制了它们在小麦育种中的应用。SNP即单核苷酸多态性，是指在基因组上单个核苷酸的变异，形成的遗传标记。SNP标记是第三代分子标记技术，相对传统的RFLP、SSR标记等具有在基因组中遗传稳定、数量多、位点专一、易检测、更适合于高通量的检测分析等优点。Tiwari等首次利用卵穗山羊草5MgS特异的SNP标记检测小麦背景下卵穗山羊草染色质的渗入。我们的前期研究表明，通过对四倍体冰草转录组测序发现，冰草与小麦转录本存在大量高相似性序列，相似度峰值达到98％，这为冰草特异SNP标记的开发奠定了基础。
技术实现思路
本研究首次大规模开发冰草P基因组特异的SNP标记，并试图将其应用于小麦-冰草渐渗系中的P基因组遗传成分或功能基因的有效检测。为了有效检测小麦-冰草渐渗系中的P基因组遗传成分，本研究利用冰草转录组数据获得冰草P基因组相对于小麦ABD基因组特异的SNP位点176,135个，并选择在功能注释上与多花多粒、抗病和抗逆等性状相关的230个P基因组SNP位点，以小麦品种Fukuhokomugi、中国春、周麦18、藁城8901和冰草Z559、18个小麦-冰草附加系和89份疑似渐渗系为材料，利用KASP(CompetitiveAlleleSpecificPCR)技术进行了基因分型检测与验证。结果显示，其中70个SNP标记可有效应用于P基因组遗传成分检测，并将56个SNP标记定位于不同的P染色体上。对89份疑似渐渗系材料进一步分析发现，6个P基因组SNP标记分别在不同材料得到验证，涉及功能域包含Mybfamilytranscriptionfactor和NB-ARC的基因，证实了其为小麦-冰草渐渗系。本专利技术提供用于鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记，所述SNP分子标记为Unigene20307-1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp处为目标(冰草此处碱基为G，普通小麦此处碱基为A)，用于KASP技术扩增后基因分型呈现杂合型为多花多粒小麦-冰草渐渗系。本专利技术还有一个目的在于提供所述用于鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记在检测小麦-冰草渐渗系基因型中的应用。本专利技术还提供以所述用于鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记检测多花多粒的小麦-渐渗系的方法，其为以SNP分子标记Unigene20307-1420检测待测植株，基因分型呈现杂合型为多花多粒的小麦-渐渗系。所述以所述用于鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记检测多花多粒小麦-冰草渐渗系的方法在小麦育种中的应用。本专利技术还提供以Unigene20307-1420的SNP分子标记检测多花多粒小麦-冰草渐渗系在选育多花多粒的小麦品种中的应用。本专利技术还提供针对SNP位点Unigene20307-1420设计的特异性引物，其核苷酸序列为：标有VIC的等位型1引物：atccacgaaaagcagttcccgc，如SEQIDNo.1所示；标有FAM的等位型2引物：gatccacgaaaagcagttcccgt，如SEQIDNo.2所示；通用引物：gagagggagcagctccatcactt，如SEQIDNo.3所示。本专利技术还提供针对SNP位点Unigene20307-1420设计的特异性引物在选育优良小麦品种中的应用。本专利技术首次基于SNP标记技术开发了在小麦背景下的冰草P基因组特异分子标记，为高通量检测和追踪小麦-冰草衍生后代中的冰草外源遗传成分提供了一个有效的方法，且以此标记成功地鉴定出携带多花多粒优异性状的小麦-冰草渐渗系，对未来小麦育种中有效利用这些冰草外源基因奠定了重要基础。附图说明图1实施例1中KASP引物的分型检测。其中，a为KASP引物在普通小麦中国春、Fukuhokomugi和冰草中成功分型；b为SNP标记unigene60281_All-294定位在小麦-冰草附加系4844-12、5113、5114和II-30-5中；c为SNP标记unigene20217_All-182定位在小麦-冰草渐渗系材料中。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。小麦品种‘Fukuhokomugi’、中国春、藁城8901和周麦18均为公知品种。冰草品种Z559为公知品种。实施例1实验材料以原始杂交母本普通小麦品种‘Fukuhokomugi’(Triticumaestivum2n＝6x＝42，AABBDD)和父本冰草Z559(Agropyroncristatum(L.)Gaertn.，2n＝4x＝28，PPPP)以及普通小麦中国春(ChineseSpring，CS)、藁城8901和周麦18为对照，用于P基因组特异SNP标记筛选。以18个小麦-冰草二体附加系(表2)(张艳，2013)为材料，用于P基因组特异SNP标记的染色体定位。89份小麦-冰草疑似渐渗系材料被用于检测其是否携带P基因组遗传成分或功能基因，渐渗系材料的详细系谱见表1。表1小麦-冰草附加系同源群归属注：W代表小麦染色体，P代表冰草染色体。实验方法小麦背景下冰草特异SNP的筛选基于四倍体冰草Z559转录组序列，以已经发表的中国春小麦基因组序列为引物，利用BWA/samtools进行冰草特异SNPcalling分析，筛选相识度高于95％，仅在冰草中特异的SNP位点，作为初步的冰草特异SNP。冰草转录组与中国春基因组数据均来源于NCBI。按照冰草转录组注释结果[参见ZhangJ,LiuW,HanH,SongL,BaiL,GaoZ,eta本文档来自技高网...
【技术保护点】
鉴定多花多粒小麦‑冰草渐渗系的SNP分子标记，所述SNP分子标记为Unigene20307‑1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp处为目标，用于KASP技术扩增后基因分型呈现杂合型为多花多粒小麦‑冰草渐渗系。
【技术特征摘要】
1.鉴定多花多粒小麦-冰草渐渗系的SNP分子标记，所述SNP分子标记为Unigene20307-1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp处为目标，用于KASP技术扩增后基因分型呈现杂合型为多花多粒小麦-冰草渐渗系。2.如权利要求1所述的SNP分子标记在检测小麦-冰草渐渗系基因型中的应用。3.以权利要求1所述的SNP分子标记检测小麦-冰草渐渗系的方法。4.权利要求3所述的方法在小麦育种中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李立会，马慧慧，张锦鹏，刘伟华，李秀全，杨欣明，鲁玉清，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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