冬小麦中麦895遗传背景下持绿相关基因标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了冬小麦中麦895遗传背景下持绿相关基因的标记及应用。本发明专利技术提供了用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段(SEQ ID No.4)的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质在如下任一中的应用：(A)鉴定或辅助鉴定小麦NDVI；(B)选育NDVI高的小麦品种；(C)鉴定或辅助鉴定小麦持绿性；(D)选育具有持绿性的小麦品种。本发明专利技术提供了一个小麦NDVI主效基因位点QNDVI.caas‑5A及该位点的辅助筛选小麦NDVI相关基因的SNP位点。利用该SNP位点可以筛选小麦持绿性状优良的小麦，在培育耐旱小麦品种中发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】
冬小麦中麦895遗传背景下持绿相关基因标记及应用
本专利技术涉及生物
，尤其涉及冬小麦中麦895遗传背景下持绿相关基因标记及应用。
技术介绍
随着全球变暖的趋势和极端气候的不断发生，干早对小麦持续增产的限制作用越来越明显，分析小麦抗旱相关性状遗传机制及选育携有高产抗旱性状的近等基因系可为选育高产品种提供基础。近年来通过植物表型组学研究増强作物应对胁迫机制成为作物遗传研究领域的热点，表型研究将加深我们对作物基因组、环境和表型三者间互作机制的理解,提高作物应对胁迫的预测能力，为基因克隆和分子机理研究提供理论指引。生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径，抗旱相关生理性状的应用有助于育种家由“经验选择”转变为高效定向的“精准选择”，从而提高抗旱育种效率(Reynolds等，2001)。冠层温度、植被覆盖指数和叶绿素含量是小麦重要的抗旱相关生理性状(Bortetal等,2005；Reynolds等,2007；Lobosetal.,2014；Yousfi等，2016)。其中，NormalizedDifferenceVegetationIndex(NDVI)是反映土地复盖植被状况的一种遥感指标，能很好的反映植被生长状况，解析生物量及养分含量(如氮素)等冠层相关特性(Troy等，2016)。由于其测定过程高效快速，应用广泛(可用于预测籽粒产量和品质、评估生物量的积累及生长速率等方面)，已被普遍用于大田作物的监测(Zhao等，2013)。在小麦不同生育期，光谱反射率随植被与土壤信息不断变化，NDVI也随时间发生动态变化(Ren等，2006)。植被覆盖指数从群体水平反映了植株的持绿性，干旱胁迫下持绿性作物叶片仍能保持绿色进行光合作用，利于延长干物质积累，减轻对产量和品质的影响。对植株持绿特性传统的监测方法是借助田间高通量数据采集手段，测定生育后期叶绿素含量、叶面积指数、冠层温度等的动态变化，但此方法耗时耗力，常受外界环境和人工因素等影响，其中植被覆盖指数受种植密度影响较大，限制了生理性状在小麦抗旱性改良中的应用(Pask等，2011)。分子标记能够为不同生理性状建立“分子指纹”，具有环境稳定性、操作简便性、评价客观性等优点，为生理育种提供了新的思路，目前已经在多种作物的分子改良中得到应用。例如，S.Dixit等(2017)利用抗旱相关数量性状位点qDTY辅助选择，进一步提高了水稻主栽品种Sabitri的抗旱性；F.Bankole等(2017)研究表明分子标记聚合育种能有效提高旱地玉米产量。在小麦中，NDVI和产量一样能够反应胁迫环境下植株的耐旱能力，最终体现在调控耐旱性状相关的数量性状位点(QTL)。众所周知，探究开花期单基因的影响是小麦植株干旱适应性的重要性状(Tuberosa等，2012)，并已定位出一系列影响开花期，NDVI和其他耐旱性状的关键基因(PPD-A1,PPD-B1,FT-7A-indel,Rht-B1b,andVRN-A1)，(Milner等，2016)。因此，在探究与耐旱性状相关的基因位点时，应对开花期及花后不同时段进行独立测定来提高表型数据准确性，结合高密度遗传图谱进一步发掘分子标记是目前小麦抗旱性研究的重要内容。中麦895是中国农业科学院作物科学研究所、中国农业科学院棉花研究所以周麦16为母本、荔垦4号为父本杂交选育而成的半冬性多穗型中晚熟品种，具备叶片功能期长、分蘖能力强、灌浆速度快等特性。2009年9月通过国家黄淮麦区南片审定。在2013-2015年三年品种比较试验和大田示范中，中麦895表现出高产广适、抗病抗倒、灌浆后期耐高温等特点。扬麦16是长江中下游麦区种植面积最大的品种，具有灌浆速度快、粒重高等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冬小麦中麦895遗传背景下持绿相关基因标记及应用。第一方面，本专利技术要求保护用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质在如下任一中的应用：(A)鉴定或辅助鉴定小麦NDVI相关基因；(B)选育NDVI高的小麦品种；(C)鉴定或辅助鉴定小麦持绿性；(D)选育具有持绿性的小麦品种。所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的核苷酸序列为SEQIDNo.4。其中，所述用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质可为任何能够检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质，如下述成套引物或含有所述成套引物的试剂或试剂盒。所述成套引物中含有两条上游引物和一条下游引物；所述上游引物根据所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸及其上游序列进行设计，且一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸A，另一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸G；所述下游引物根据所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸的下游序列进行设计。进一步地，所述成套引物可为由SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子或其衍生物、SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子或其衍生物和SEQIDNo.3所示的单链DNA分子组成的成套引物。更进一步地，所述SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子的衍生物为SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子的5'端连接特异荧光序列A。所述SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子的衍生物为SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子的5'端连接特异荧光序列B。在所述试剂或试剂盒中，还可含有荧光探针A、荧光探针B、淬灭探针A和淬灭探针B。所述荧光探针A为与所述特异荧光序列A一致的序列，5’末端连接荧光报告基团A；所述淬灭探针A为所述特异荧光序列A的反向互补序列，3’末端连接荧光淬灭基团。所述荧光探针B为与所述特异荧光序列B一致的序列，5’末端连接荧光报告基团B；所述淬灭探针B为所述特异荧光序列B的反向互补序列，3’末端连接荧光淬灭基团。进一步地，所述特异荧光序列A和所述特异荧光序列B，其一可为荧光序列FAM，另一可为荧光序列HEX。相应的，所述荧光报告基团A和所述荧光报告基团B，其一可为FAM，另一可为HEX；所述荧光淬灭基团可为BHQ。第二方面，本专利技术要求保护如下任一方法：方法A：一种检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的方法。该方法可包括如下步骤(A1)或(A2)：(A1)直接测序；(A2)用前文第一方面中所述的试剂或试剂盒对待测小麦基因组DNA进行PCR扩增，得到PCR产物，将所述PCR产物用荧光酶标仪(如PHERAstarplus荧光酶标仪)进行照射，然后按照如下确定所述待测小麦基因中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G：若所述PCR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质在如下任一中的应用：(A)鉴定或辅助鉴定小麦NDVI；(B)选育NDVI高的小麦品种；(C)鉴定或辅助鉴定小麦持绿性；(D)选育具有持绿性的小麦品种；所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的核苷酸序列为SEQ ID No.4。

【技术特征摘要】
1.用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质在如下任一中的应用：(A)鉴定或辅助鉴定小麦NDVI；(B)选育NDVI高的小麦品种；(C)鉴定或辅助鉴定小麦持绿性；(D)选育具有持绿性的小麦品种；所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的核苷酸序列为SEQIDNo.4。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述用于检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的物质为成套引物或含有所述成套引物的试剂或试剂盒；所述成套引物中含有两条上游引物和一条下游引物；所述上游引物根据所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸及其上游序列进行设计，且一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸A，另一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸G；所述下游引物根据所述小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸的下游序列进行设计。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述成套引物为由SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子或其衍生物、SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子或其衍生物和SEQIDNo.3所示的单链DNA分子组成的成套引物。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子的衍生物为SEQIDNo.1的第22-39位所示的单链DNA分子的5'端连接特异荧光序列A；所述SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子的衍生物为SEQIDNo.2的第22-39位所示的单链DNA分子的5'端连接特异荧光序列B。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述试剂或试剂盒中还含有荧光探针A、荧光探针B、淬灭探针A和淬灭探针B；所述荧光探针A为与所述特异荧光序列A一致的序列，5’末端连接荧光报告基团A；所述淬灭探针A为所述特异荧光序列A的反向互补序列，3’末端连接荧光淬灭基团；所述荧光探针B为与所述特异荧光序列B一致的序列，5’末端连接荧光报告基团B；所述淬灭探针B为所述特异荧光序列B的反向互补序列，3’末端连接荧光淬灭基团；进一步地，所述特异荧光序列A和所述特异荧光序列B，其一为荧光序列FAM，另一为荧光序列HEX；所述荧光报告基团A和所述荧光报告基团B，其一为FAM，另一为HEX；所述荧光淬灭基团为BHQ。6.如下任一方法：方法A：一种检测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G的方法，包括如下步骤(A1)或(A2)：(A1)直接测序；(A2)用权利要求5所述的试剂或试剂盒对待测小麦基因组DNA进行PCR扩增，得到PCR产物，将所述PCR产物用荧光酶标仪进行照射，然后按照如下确定所述待测小麦基因中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A还是G还是A和G：若所述PCR产物仅显示SEQIDNo.1所示的单链DNA分子5'端连接的特异荧光序列对应的荧光报告基团的颜色，则所述待测小麦基因组中染色体5A上的624cM位置处的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸是A的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖永贵，杨梦娇，武玉莹，何中虎，夏先春，
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