小麦每穗小穗数相关SNP位点及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种小麦每穗小穗数相关SNP位点及其应用，包括用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的试剂盒、引物、相关的分子标记，以及上述元素在鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数中的用途。本发明专利技术开发的新技术能够在分子标记辅助育种（MAS）早期用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数，其与传统育种方法中必须在收获后进行种籽收集和性状分析的技术手段相比，有效的提高了育种效率、大幅的缩减了育种时程。大幅的缩减了育种时程。大幅的缩减了育种时程。

【技术实现步骤摘要】
小麦每穗小穗数相关SNP位点及其应用


[0001]本专利技术属于分子生物学
，尤其涉及分子标记辅助育种(MAS)
中小麦每穗小穗数相关SNP位点的开发及其应用。

技术介绍

[0002]小麦作为世界上主要的粮食作物之一,小麦产量的提高和品质的改善对全世界的粮食安全具有非常重要的意义。每穗粒数是产量构成的三因素之一，而每穗小穗数的提高对于每穗粒数的提高具有重要影响，进而有利于小麦产量的提高。因此,发掘控制小麦每穗小穗数QTL(quantitative trait loci)区段及其优异等位变异,对利用分子标记辅助选择进行穗粒数的遗传改良及主效QTL的进一步应用提供了理论依据，同时对小麦产量性状的遗传改良具有重要意义。
[0003]目前，研究者已经定位了大量调控每穗小穗数的QTL。小麦的小穗数通过调控每穗粒数进而影响小麦产量。四川农业大学小麦所郑有良教授研究团队利用小麦55K SNP芯片和SSR标记，对冬小麦品系
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20828
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与国审小麦川农16杂交创制的含有199个株系的重组自交系群体进行基因分型(Liu et al.2018)，同时在三年八个生态点对该群体中小穗数的表型进行了鉴定。对每穗小穗数位点进行QTL定位，在2D、4B、5A、5B和5D染色体上共检测到了5个稳定的QTL，其中QSns.sau
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2D(LOD＝3.47
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38.24,PVE＝10.16
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45.68％)在所有8个环境中均被检测到，能解释10.16
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45.68％的表型变异，定位于染色体2DS上；对亲本
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与川农16进行660K SNP芯片分型，利用SNP分型数据成功开发出与QSns.sau
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2D紧密连锁的KASP标记KASP
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AX
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94721936。在两个不同的遗传背景群体中利用该标记对主效QTL QSns.sau
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2D进行验证，T检验结果表明含有该主效QTL的
‘
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增效位点的株系比不含该位点的株系的每穗小穗数增加6.93％至14.72％，平均达到11.38％。进一步分析显示含有该主效QTL位点的株系与不含该位点的株系在开花期，每穗小穗数，穗长，千粒重和穗粒数中均检测到显著差异(P<0.05)，说明每穗小穗数与这些性状存在一定相关。
[0004]张倩倩等利用“科农9204
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与
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京411
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衍生的重组自交系群体(KJ
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RIL),对10个环境下的穗粒数性状进行了分析，将qKnps
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2A定位在Ax
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111707919
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Ax
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111626797的78.5
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83.0cM的范围内。为了进一步明确QTL
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qKnps
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2A的遗传效应,利用与qKnps
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2A紧密连锁标记Ax
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110454852对KJ
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RIL的188个家系进行遗传分析，结果表明,qKnps
‑‑
2A优异单倍型能显著增加穗粒数，且能够增加穗粒重和每穗小穗数,单株产量平均增幅为3.72％；而此优异单倍型对千粒重具有负效应。利用310份品种(系)对qKnps
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2A应用情况进行分析,结果表明,qKnps
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2A优异单倍型已经被育种家选择,但利用率不高,具有较大的遗传改良空间。研究结果对穗粒数的遗传改良及主效QTL
‑
qKnps
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2A的进一步应用提供了理论依据。
[0005]尽管目前已经定位了如此大量的与小麦每穗小穗数相关的QTL。但是，由于绝大多数这些QTL的表型贡献率较小，且在不同年限及环境间重复性差，所以这些QTL难以应用于小麦每穗小穗数的遗传改良。
ID NO.1中第1244
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1971bp为靶序列进行PCR扩增，然后将此PCR产物稀释20
‑
50倍后作为模板，以引物2F和2R为引物对，以SEQ ID NO.1中第1527
‑
1626bp为靶序列进行二次PCR扩增，所得扩增产物用限制性内切酶NlaIV酶切。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤B中：若PCR产物不能被切开，则该核苷酸多态性位点为G/G，基因型为甲；若PCR产物可以被切开，则该核苷酸多态性位点为A/A，基因型为乙；基因型甲纯合小麦的每穗小穗数大于/候选大于基因型乙纯合小麦的每穗小穗数。
[0021]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：总体上，本专利技术成功鉴定出了高置信度的小麦每穗小穗数相关SNP位点，并基于此新发现的位点对其在分子辅助育种(MAS)中的应用进行了前瞻开发。
[0022]具体的，本专利技术通过对小麦自然变异群体中基因的遗传变异分析，发现了7个新的SNP，分别对应于序列表SEQ ID NO.1自5
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端第856位、1607位、1954位、2482位、2493位、2494位与3226位；关键在于，专利技术人通过对第2个SNP位点设计dCAPS标记，发现该SNP存在两种基因型：基因型甲(A)、基因型乙(G)，而进一步的关联分析证明，这两种基因型的纯合类型中，每穗小穗数大小为：基因型甲纯合的小麦>基因型乙纯合的小麦。
[0023]基于应用性技术开发的考虑，本专利技术还提供了上述第二个SNP的dCAPS标记。并经试验验证：通过检测该SNP即可找到每穗小穗数较高的小麦。本专利技术为小麦的分子标记辅助选择育种提供了一个新方法，在培育高产小麦品种或研究中具有重要意义。本专利技术在分子标记辅助育种早期用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数，能够有效提高分子育种效率和缩减分子育种时程。
附图说明
[0024]图1是本专利技术SNP的dCAPS标记酶切产物电泳检测结果；其中，泳道M为分子量标准；泳道A为不能被NlaIV切开的条带，泳道G为可以被NlaIV切开的条带。
[0025]图2是本专利技术表1中320份六倍体小麦组成的自然群体形成的I、II两种类型的每穗小穗数关联分析数据统计结果，每穗小穗数差异均达到显著水平(P<0.05为显著，用*表示。)其中E1代表2019年栾城旱热地，E2代表2019年栾城旱地，E3代表2019年栾城水热地，E4代表19年栾城水地，E5代表19年衡水水地，E6代表18年栾城旱热地，E7代表18年栾城旱地，E8代表18年栾城水热地。
具体实施方式
[0026]具体实施方式前序1：本专利技术的技术声明。
[0027]以下实施例详细说明了本专利技术。本专利技术所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的试剂盒，用于检测小麦基因组中如下SNP位点的单核苷酸多态性，所述SNP位点对应于SEQ ID NO.1所示序列自5
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末端第1607位碱基；所述SNP位点处的核苷酸为A或G；所述SNP位点处的核苷酸为A/A纯合时，相对应的基因型是甲；所述SNP位点处的核苷酸为G/G纯合时，相对应的基因型是乙；基因型甲纯合小麦的每穗小穗数大于/候选大于基因型乙纯合小麦的每穗小穗数。2.根据权利要求1所述的用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒包含序列表中SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3组成的引物对1F和1R，和/或序列表中SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5组成的引物对2F和2R。3.根据权利要求2所述的用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的试剂盒，其特征在于：所述引物对1F和1R以SEQ ID NO.1中第1244
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1971bp为扩增靶序列进行第一轮PCR扩增；所述引物对2F和2R以第一轮PCR的稀释扩增产物为模板、以SEQ ID NO.1中第1527
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1626bp为扩增靶序列进行第二轮PCR扩增。4.根据权利要求1所述的用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的试剂盒，其特征在于：所述试剂盒还包含限制性内切酶NlaIV。5.一种用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的引物，用于检测小麦基因组中如下SNP位点的单核苷酸多态性，所述的SNP位点对应于SEQ ID NO.1所示序列自5
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末端第1607位碱基；所述SNP位点处的核苷酸为A或G；所述SNP位点处的核苷酸为A/A纯合时，相对应的基因型是甲；所述SNP位点处的核苷酸为G/G纯合时，相对应的基因型是乙；基因型甲纯合小麦的每穗小穗数大于/候选大于基因型乙纯合小麦的每穗小穗数。6.根据权利要求5所述的用于鉴定或辅助鉴定小麦每穗小穗数的引物，其特征在于：所述引物为序列表中SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3组成的引物对1F和1R，和/或序列表中SEQ ID NO.4和SEQ ID N...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔月，张腾腾，赵丹，郭琳，刘西岗，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：