一种与小麦小穗数QTL连锁的SNP分子标记及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与小麦小穗数QTL连锁的SNP分子标记及其应用，属于分子生物学及作物遗传育种领域。所述KASP

【技术实现步骤摘要】
一种与小麦小穗数QTL连锁的SNP分子标记及其应用


[0001]本专利技术涉及分子生物学及作物遗传育种领域，特别是涉及一种与小麦小穗数QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1连锁的SNP分子标记及其应用。

技术介绍

[0002]普通小麦(AABBDD,Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一，根据联合国粮食及农业组织的统计，到2050年，小麦的年产量必须提高1.6％，才能保证全球91亿人的粮食需求。随着世界人口的增加和种植面积的减少，增加粮食产量对于解决未来粮食供应和安全问题具有重要的战略意义。
[0003]小麦的产量是一个由多基因控制且复杂的数量性状，具有遗传力低、受环境影响大、选择难度高等特点。小麦产量＝穗数*穗粒数*粒重，这些构成因素与产量相比对环境更具有适应力，遗传较为稳定。穗粒数在很大程度上取决于小穗数的数量，因此，小穗数对产量具有重要的影响。迄今为止，研究者们已使用重组近交系、回交和双单倍体等双亲群体在小麦的所有21条染色体上鉴定到小穗数QTL。例如，Zhai Huijie等人(2016)使用重组近交系群体检测控制小穗数的位于1B染色体上的主效QTL，该QTL解释了30.75％的表型变异。在1A染色体上发现了与SNS紧密连锁的SNP标记Kukri_c11327_977(Zhang Cheng et al.2022)。此外，已经报道了一些与小穗数相关的基因，例如基于同源性的克隆基因trs1/WFZP
‑
A(Du Dejie et al.2021)、VRN
‑
A3/FT
‑
A1(Yan Liuling et al.2006)、Q(Justin Faris et al.2003)、TaTB1
‑
4A(Laura Dixon et al.2018)、PPD
‑
A1(James Beales et al.2007)和通过基于图位克隆的WAPO1(Saarah Kuzay rt al.2019)。尽管在小麦中已经报道了许多与小穗数相关的QTL/基因，但在多环境下鉴定到的主效且稳定的小穗数QTL仍然有限。因此，鉴定控制小穗数的稳定主效的遗传位点对于阐明小麦产量性状的遗传基础及改善小麦产量具有非常重要的意义。
[0004]小麦的传统育种方法具有耗时，成本高，回报低等问题，分子标记辅助育种，不依赖于表型选择，不受环境和基因互作等因素的影响，而是直接对基因型进行选择，因而能大大提高育种效率。单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)指的是基因组内DNA在某一特定核苷酸位置上存在转换、颠换、插入、缺失等变化从而引起的DNA序列多态性。其技术是利用己知序列信息来比对寻找SNP位点，再利用发掘的变异位点设计特异性的引物来对基因组DNA或cDNA进行PCR扩增，得到基于SNP位点的特定的多态性产物，最后利用电泳技术分析产物的多态性。SNP标记的优点是数量多，分布广泛；在单个基因和整个基因组中分布不均匀；SNP等位基因频率容易估计。
[0005]竞争性等位基因特异性PCR技术(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)是由LGC公司(Laboratory of the Government Chemist)(http://www.lgcgenomics.com)研发的低成本、高通量特点的新型基因分型技术，通过引物末端碱基的特异匹配来对SNP以及InDel位点进行精准的双等位基因分型，在水稻、小麦、大豆等粮食作物的分子标记辅助选择中已得到了广泛应用。
[0006]在前人研究中，关于小麦小穗数的QTL定位虽已被大量研究，然而目前与小麦小穗数相关且可用于实际分子标记辅助选择育种的紧密连锁的分子标记却并不多。因此研究获得有关小穗数的QTL或基因，利用现代分子生物学技术，增加小穗数，进而增加穗粒数，最终达到选育高产优质的小麦新品种的目的，这在小麦育种工作中意义重大。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种与小麦小穗数QTL连锁的SNP分子标记及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，该分子标记为共显性标记，检测准确高效、扩增方便稳定，且可对小麦小穗数性状进行定位，在育种过程中淘汰小穗数较少的植株，提高育种工作效率，并为小麦小穗数的遗传解析研究提供一定基础。
[0008]基于以上目的，申请人利用多小穗多小花自然突变体
‘
msf
’
为母本，以小麦品种(国审品种)
‘
川农16
’
为父本杂交，得到杂种F1，F1代单株自交获得F2，在F2使用单粒传法，一直到F6代，获得含有198个单株的重组自交系，构成遗传作图群体。对重组自交系群体的小穗数进行调查鉴定，提取亲本msf、川农16和重组自交系群体植株DNA，本研究使用小麦16K SNP液相芯片来定位小穗数QTL。小麦16K SNP液相芯片产品开发依托于西北农林科技大学康振生院士科研团队，以课题组20份重测序数据为基础，利用1,520份世界范围收集的种质资源的多平台基因分型数据、已公开发表的重测序、外显子捕获数据进行SNP筛选，使用博瑞迪GenoBaits技术进行开发和优化，最终保留14,868个mSNP区段(37,669个SNP标记)构成GBW16K产品(以下称之为16K SNP芯片)。37,669个SNP均匀分布在21条染色体上，每条染色体上平均有1,794个标记。16K SNP芯片极大程度降低了分子辅助育种的使用成本，产品较同类型其他产品价格低20％。适用于种质资源基因型鉴定分子标记辅助育种、全基因组选择育种遗传相似度分析、亲缘关系分析品种保护、真实性鉴定。
[0009]根据16K SNP芯片数据，利用JoinMap4.0构建遗传图谱。结合群体的小穗数表型数据，用QTL IciMapping 4.1中的完备区间作图法(Inclusive Composite Interval Mapping
‑
ADD，ICIM
‑
ADD)，设置阀值LOD≥2.5的条件下，用2020
‑
2022两个年份共5个生态点及5个生态点小穗数的BLUP(最佳线性无偏预测，best linear unbiased prediction)值来检测小穗数QTL，在3D染色体短臂上的8cM区间定位出稳定表达的小麦小穗数主效QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1，为了进一步密化图谱并获得与小穗数QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1紧密连锁的分子标记，利用16K SNP芯片数据定位结果对侧翼标记进行定位并筛选位于区间内SNP标记，进一步挖掘亲本间具有多态性的SNP位点，从而开发获得高效且紧密连锁的KASP分子标记。共设计了15对共45条KASP引物，最终得到标记KASP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与小麦小穗数QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1连锁的KASP
‑
3D
‑
1分子标记，其特征在于，所述KASP
‑
3D
‑
1分子标记为SNP分子标记，多态性为G/A，其与所述小麦小穗数QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1共定位于小麦3D染色体短臂上。2.如权利要求1所述的与小麦小穗数QTL QSns.sau
‑
MC
‑
3D.1连锁的KASP
‑
3D
‑
1分子标记，其特征在于，所述KASP
‑
3D
‑
1分子标记通过核苷酸序列如SEQ ID NO：1
‑
3所示引物扩增得到。3.一种引物组，其特征在于，包括扩增权利要求1所述的KASP
‑
3D
‑
1分子标记的两条特异性引物和一条通用引物，两条所述特异性引物的核苷酸序列如SEQ ID NO:1
‑
2所示，所述通用引物的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。4.如权利要求3所述的引物组，其特征在于，两条所述特异性引物的5
’
端修饰不同的荧光基团，或者3
’
端修饰不同的荧光基团。5.一种试剂盒，其特征在于，含有权利要求3或4所述的引物组。6.一种如权利要求1
‑
2任一项所述的KASP

【专利技术属性】
技术研发人员：马建，周界光，李伟，陈黄鑫，赵聪豪，刘航，张智源，刘燕林，唐华苹，江千涛，蒋云峰，唐力为，魏育明，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：