一种与小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记制造技术

本发明专利技术公开了一种与小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记。本发明专利技术提供了用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的成套引物，由引物对1和引物对2组成；所述引物对1由SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的单链DNA组成；所述引物对2由SEQ ID No.3和SEQ ID No.4所示的单链DNA组成。本发明专利技术的分子标记能快速鉴定TaBahd‑A1a和TaBahd‑A1b等位变异及其与小麦FAX含量的相关关系，并筛选出具有较高FAX含量的小麦品种，不仅加速了优质小麦新品种的育成步伐，而且对利用分子标记辅助选择高FAX含量小麦品种具有重要的理论意义和经济价值。

A molecular marker linked to the content of feruloyl Arabia xylan in wheat grains

The present invention discloses a molecular marker related to the content of feruloyl Arabia xylan in wheat grains. The present invention provides a complete set of primers for identifying the content of ferulic arabinoxylan in wheat grains, consisting of primer pairs 1 and 2; the primer pairs 1 are composed of single stranded DNA as shown in SEQ ID No.1 and SEQ ID No.2; and the primer pairs 2 are composed of single stranded DNA as shown in SEQ ID No.3 and SEQ ID No.4. The molecular marker of the present invention can quickly identify the allele variation of TaBahd_A1a and TaBahd_A1b and its correlation with FAX content of wheat, and screen out wheat varieties with higher FAX content, which not only speeds up the breeding of new wheat varieties with high quality, but also has heavy weight for selecting wheat varieties with high FAX content by using molecular marker-assisted selection. Theoretical significance and economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种与小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记
本专利技术属于生物
，具体涉及一种用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的分子标记及其应用。
技术介绍
阿魏酰阿拉伯木聚糖含量对面制品加工和营养品质有重要影响。阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan，AX)虽然在面粉中含量较少(2.3-6.8％)，但却是小麦中膳食纤维的重要组分，对面粉及其制品的加工和营养品质有重要影响，已成为除蛋白质和淀粉之外，最受关注的小麦组分，因而也成为与健康相关的研究热点。AX的基本结构是由木聚糖主链与α-L-呋喃阿拉伯糖基(Ara)侧链连接而成，木聚糖主链则是由β-D-吡喃木糖残基(Xyl)经β-(1→4)糖苷键连接而成；阿魏酸(Feruloylacid，FA)与AX通过Ara的C5位点以酯键相连接。AX质量(结构和组成)对其功能性质有重要影响，多糖分子聚合程度、阿魏酰阿拉伯木聚糖(Feruloylarabinoxylan，FAX)含量和Ara基团分布方式是决定AX质量的关键因素，其中FAX含量至关重要。FAX结构中的阿魏酰基团是氧化凝胶的缔造者，只有形成较高FAX含量的AX才能产生更广泛的交联，并形成较好的凝胶网络。AX的氧化凝胶特性对面团流变学特性和小麦加工品质有重要影响，它不仅能增加面团的吸水能力和黏度，从而提高面筋强度和增大面包体积，而且与小麦的营养品质与健康品质密切相关，具有降低血清胆固醇、调节血糖水平、抗氧化等重要生理功能。通过遗传途径改良我国小麦加工品质是一种有效途径，而育种上突破性的成就取决于关键基因的发掘和利用。阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶是影响FAX含量的关键酶，对AX的功能性质有重要影响。阿拉伯木聚糖阿魏酸酰基转移酶(Arabinoxylanferuloyltransferase，AFT)、阿拉伯木聚糖阿拉伯呋喃糖水解酶、木聚糖合成酶、阿拉伯糖基转移酶共同影响FAX含量的高低，并最终决定小麦中AX的功能性质，其中AFT是影响阿魏酰阿拉伯木聚糖(FAX)含量的关键酶。FAX含量是由多基因控制的复杂数量性状，受环境影响大，直接对FAX含量高低进行选择难度较大，利用分子标记聚合FAX含量相关基因，是进行FAX含量改良的重要途径。功能标记是根据功能基因内部引起表型性状变异的多态性序列开发出来的一种新型分子标记，由于来自基因内的功能性基序，从理论上来讲此类标记不需要进一步验证就可以在不同的遗传背景下确定目标等位基因的有无，且目前尚无可用FAX功能标记。因此，发掘小麦FAX含量相关基因，开发基因特异性分子标记，是进行基因聚合育种和品质性状分子机理研究的重要基础，对培育具有优良AX结构和组成的小麦新品种，具有重要的理论与现实意义。小麦籽粒FAX含量主要受基因型影响，主效QTL挖掘的研究尚不深入。虽然环境因素对FAX含量有一定影响，但FAX含量主要受遗传因素影响。有关小麦品种间FAX含量变异及主效位点挖掘的研究相对较少。Martinant等发现1BL染色体存在面粉提取物粘度和Ara/Xyl比值相关的QTL，Ordaz-Ortiz等认为AX数量和结构在小麦品种间存在差异。目前参与高等植物FAX生物合成的主要基因克隆已有报道，但对其调控机制尚未进行深入研究。BAHD(BEAT，AHCT，HCBT，DAT)酰基转移酶是一类能催化植物二级代谢产物使之酰基化的大家族，AFT基因是BAHD基因家族的一员。Mitchell等利用生物信息学方法，在水稻基因组中发现了一个包含12个辅酶A酰基转移酶基因的超基因家族PF02458，AFT基因就是由该基因家族的成员所编码。水稻中AFT基因的gDNA(GenBank登录号：AK287601)已克隆，并定位于第一染色体组。根据禾本科植物基因共线性原理，结合水稻中AFT基因的定位结果，Tanaka等推测小麦AFT基因位于第三同源染色体组。以上研究表明小麦AFT基因可能在第三同源染色体组上。为了更准确地鉴定小麦品种FAX含量的基因型，有必要对重要主效位点基因克隆，并根据该基因位点不同等位基因的序列开发共分离的功能标记，进一步提高分子标记选择的准确性和育种效率为改良小麦FAX含量提供有效的分子标记，最终为分子标记辅助育种及该基因的图位克隆奠定基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的分子标记及其应用。第一方面，本专利技术要求保护用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的成套引物。本专利技术所提供的用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的成套引物，由引物对1和引物对2组成。所述引物对1可为如下(a1)-(a3)中任一所示的引物对：(a1)由SEQIDNo.1所示的单链DNA和SEQIDNo.2所示的单链DNA组成的引物对；(a2)由将SEQIDNo.1和SEQIDNo.2经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对；(a3)由经SEQIDNo.6所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对。所述引物对2可为如下(b1)-(b3)中任一所示的引物对：(b1)由SEQIDNo.3所示的单链DNA和SEQIDNo.4所示的单链DNA组成的引物对；(b2)由将SEQIDNo.3和SEQIDNo.4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对；(b3)由经SEQIDNo.5所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对。第二方面，本专利技术要求保护一种用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的引物对。本专利技术所提供的用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的引物对，具体可为为前文所述成套引物对中的所述引物对1或所述引物对2。第三方面，本专利技术要求保护一种用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的PCR试剂。本专利技术所提供的用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的PCR试剂，具体可为如下任一：(c1)由PCR试剂1和PCR试剂2组成的成套试剂；(c2)PCR试剂1或PCR试剂2。所述PCR试剂1包括前文所述成套引物中的所述引物对1；所述PCR试剂2包括前文所述成套引物中的所述引物对2。上述PCR试剂中，所述成套引物中各个引物对独立包装，各条引物独立包装。第四方面，本专利技术要求保护含有前文中所述成套引物或所述引物对或所述PCR试剂的试剂盒。第五方面，本专利技术要求保护与小麦籽粒中阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记。本专利技术所提供的与小麦籽粒中阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记，具体可为如下任一：(d1)由分子标记1和分子标记2组成的成套分子标记；(d2)分子标记1或分子标记2。所述分子标记1为SEQIDNo.5中至少含有SEQIDNo.5的第89-780位所示核苷酸序列，并且从SEQIDNo.5的第89位开始按照SEQIDNo.5的核苷酸序列向SEQIDNo.5的5′端延长，和/或从SEQIDNo.5的第780位开始按照SEQIDNo.5的核苷酸序列向SEQIDNo.5的3′端延长，得到的长度为692至1427bp的任意一个DNA片段。所述分子标记2为SEQIDNo.6中至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的成套引物，由引物对1和引物对2组成：所述引物对1为如下(a1)‑(a3)中任一所示的引物对：(a1)由SEQ ID No.1所示的单链DNA和SEQ ID No.2所示的单链DNA组成的引物对；(a2)由将SEQ ID No.1和SEQ ID No.2经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对；(a3)由经SEQ ID No.6所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对；所述引物对2为如下(b1)‑(b3)中任一所示的引物对：(b1)由SEQ ID No.3所示的单链DNA和SEQ ID No.4所示的单链DNA组成的引物对；(b2)由将SEQ ID No.3和SEQ ID No.4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对；(b3)由经SEQ ID No.5所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对。

【技术特征摘要】
1.用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的成套引物，由引物对1和引物对2组成：所述引物对1为如下(a1)-(a3)中任一所示的引物对：(a1)由SEQIDNo.1所示的单链DNA和SEQIDNo.2所示的单链DNA组成的引物对；(a2)由将SEQIDNo.1和SEQIDNo.2经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对；(a3)由经SEQIDNo.6所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(a1)中所述引物对功能相同的引物对；所述引物对2为如下(b1)-(b3)中任一所示的引物对：(b1)由SEQIDNo.3所示的单链DNA和SEQIDNo.4所示的单链DNA组成的引物对；(b2)由将SEQIDNo.3和SEQIDNo.4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对；(b3)由经SEQIDNo.5所示核苷酸序列设计所得的引物对，且与(b1)中所述引物对功能相同的引物对。2.用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的引物对，为权利要求1所述成套引物对中的所述引物对1或所述引物对2。3.用于鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量的PCR试剂，为如下任一：(c1)由PCR试剂1和PCR试剂2组成的成套试剂；(c2)PCR试剂1或PCR试剂2；所述PCR试剂1包括权利要求1所述成套引物中的所述引物对1；所述PCR试剂2包括权利要求1所述成套引物中的所述引物对2。4.含有权利要求1所述的成套引物或权利要求2所述的引物对或权利要求3所述的PCR试剂的试剂盒。5.与小麦籽粒中阿魏酰阿拉伯木聚糖含量相关的分子标记，为如下任一：(d1)由分子标记1和分子标记2组成的成套分子标记；(d2)分子标记1或分子标记2；所述分子标记1为SEQIDNo.5中至少含有SEQIDNo.5的第89-780位所示核苷酸序列，并且从SEQIDNo.5的第89位开始按照SEQIDNo.5的核苷酸序列向SEQIDNo.5的5′端延长，和/或从SEQIDNo.5的第780位开始按照SEQIDNo.5的核苷酸序列向SEQIDNo.5的3′端延长，得到的长度为692至1427bp的任意一个DNA片段；所述分子标记2为SEQIDNo.6中至少含有SEQIDNo.6的第89-526位所示核苷酸序列，并且从SEQIDNo.6的第89位开始按照SEQIDNo.6的核苷酸序列向SEQIDNo.5的5′端延长，和/或从SEQIDNo.6的第526位开始按照SEQIDNo.6的核苷酸序列向SEQIDNo.6的3′端延长，得到的长度为438至1446bp的任意一个DNA片段。6.根据权利要求5所述的分子标记，其特征在于：所述分子标记1为SEQIDNo.5的第89-780位所示的DNA分子或者为SEQIDNo.5的第19-1408位所示的DNA分子；所述分子标记2为SEQIDNo.6的第89-526位所示的DNA分子或者为SEQIDNo.6的第19-1427位所示的DNA分子。7.权利要求1所述的成套引物或权利要求2所述的引物对或权利要求3所述的PCR试剂或权利要求4所述的试剂盒或权利要求5或6所述的分子标记在鉴定小麦籽粒阿魏酰阿拉伯木聚糖含量中的应用。8.权利要求1所述的成套引物或权利要求2所述的引物对或权利要求3所述的PCR试剂或权利要求4所述的试剂盒或权利要求5或6所述的分子标记在如下任一中的应用：(e1)鉴定或辅助鉴定待测小麦为高FAX含量小麦还是低FAX含量小麦；(e2)鉴定或辅助鉴定低FAX含量小麦品种；(e3)鉴定或辅助鉴定高FAX含量小麦品种；(e4)比较或辅助比较不同待测小麦的籽粒中FAX含量高低；(e5)鉴定或辅助鉴定待测小麦是携带TaBahd-A1a基因还是TaBahd-A1b基因；(e6)鉴定或辅助鉴定携带TaBahd-A1a基因的小麦品种；(e7)鉴定或辅助鉴定携带TaBahd-A1b基因的小麦品种；所述低FAX含量小麦中的FAX含量小于等于4.35×10-5mol/L；所述高FAX含量小麦中的FAX含量大于等于4.37×10-5mol/L；所述TaBahd-A1a基因的序列为SEQIDNo.5的第19-1408位；所述TaBahd-A1b基因的序列为SEQIDNo.6的第19-1427位。9.如下任一方法：方法A：一种鉴定或辅助鉴定待测小麦为高FAX含量小麦还是低FAX含量小麦的方法，为如下任一：(A1)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对1和所述引物对2分别对待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到各自引物对对应的PCR扩增产物；检测所述PCR扩增产物；若所述引物对1的PCR扩增产物含有大小为438bp的片段，且所述引物对2的PCR扩增产物不含有大小为692bp的片段，则所述待测小麦为或候选为低FAX活性小麦；若所述引物对2的PCR扩增产物含有大小为692bp的片段，且所述引物对1的PCR扩增产物不含有大小为438bp的片段，则所述待测小麦为或侯选为高FAX含量小麦；(A2)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对1对待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；检测所述PCR扩增产物；若所述PCR扩增产物含有大小为438bp的片段，则所述待测小麦为或候选为低FAX活性小麦；若所述PCR扩增产物不含有大小为438bp的片段，则所述待测小麦为或侯选为高FAX含量小麦；(A3)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对2对待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；检测所述PCR扩增产物；若所述PCR扩增产物不含有大小为692bp的片段，则所述待测小麦为或候选为低FAX活性小麦；若所述PCR扩增产物含有大小为692bp的片段，则所述待测小麦为或侯选为高FAX含量小麦；(A4)包括如下步骤：检测待测小麦的基因组DNA是否含有权利要求5或6所述分子标记中的所述分子标记1和所述分子标记2；若所述待测小麦的基因组DNA含有所述分子标记2，且不含有所述分子标记1，则所述待测小麦为或候选为低FAX含量小麦；若所述待测小麦的基因组DNA含有所述分子标记1，且不含有所述分子标记2，则所述待测小麦为或候选为高FAX含量小麦；(A5)包括如下步骤：检测待测小麦的基因组DNA是否含有权利要求5或6所述分子标记中的所述分子标记1；若所述待测小麦的基因组DNA不含有所述分子标记1，则所述待测小麦为或候选为低FAX含量小麦；若所述待测小麦的基因组DNA含有所述分子标记1，则所述待测小麦为或候选为高FAX含量小麦；(A6)包括如下步骤：检测待测小麦的基因组DNA是否含有权利要求5或6所述分子标记中的所述分子标记2；若所述待测小麦的基因组DNA含有所述分子标记2，则所述待测小麦为或候选为低FAX含量小麦；若所述待测小麦的基因组DNA不含有所述分子标记2，则所述待测小麦为或候选为高FAX含量小麦；所述低FAX含量小麦中的FAX含量小于等于4.35×10-5mol/L；所述高FAX含量小麦中的FAX含量大于等于4.37×10-5mol/L；方法B：一种比较或辅助比较不同待测小麦的籽粒中FAX含量高低的方法，为如下任一：(B1)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对1和所述引物对2分别对不同待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到对应所述不同待测小麦和各自引物对的PCR扩增产物；检测所述PCR扩增产物；满足条件(f1)的待测小麦的籽粒中FAX含量高于满足条件(f2)的待测小麦的籽粒中FAX含量：(f1)所述引物对2的PCR扩增产物含有大小为692bp的片段，且所述引物对1的PCR扩增产物不含有大小为438bp的片段；(f2)所述引物对1的PCR扩增产物含有大小为438bp的片段，且所述引物对2的PCR扩增产物不含有大小为692bp的片段；(B2)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对1对不同待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到对应所述不同待测小麦的PCR扩增产物；检测所述PCR扩增产物；满足条件(g1)的待测小麦的籽粒中FAX含量高于满足条件(g2)的待测小麦的籽粒中FAX含量：(g1)所述PCR扩增产物不含有大小为438bp的片段；(g2)所述PCR扩增产物含有大小为438bp的片段；(B3)包括如下步骤：用权利要求1所述的成套引物中的所述引物对2对不同待测小麦的基因组DNA进行PCR扩增，得到对应所述不同待测小麦的PCR扩增产...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿洪伟，夏先春，白璐，战帅帅，任毅，谢磊，
申请(专利权)人：新疆农业大学，中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：新疆,65