一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发及应用制造技术

本发明专利技术属于分子标记技术领域，具体涉及一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发及应用。本发明专利技术提供了一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发方法，利用PCR方法获得不同淀粉含量的马铃薯种质中StCWIN1的基因序列，序列比对分析后挖掘到高、低淀粉含量种质间存在的差异SNP位点，并将其开发成KASP标记，所述引物组合的序列分别如SEQIDNO.3

【技术实现步骤摘要】
一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发及应用


[0001]本专利技术属于分子标记
，具体涉及一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发及应用。

技术介绍

[0002]马铃薯是我国第四大粮食作物，2021年马铃薯种植面积460.6万公顷，产量为1830.9万吨。马铃薯产业、尤其是高附加值的淀粉产业及其产品的高质量发展对于确保我国粮食安全、增加国民经济收入意义重大。
[0003]统计数据表明，2018年我国马铃薯淀粉加工业产能已达到200多万吨，全粉、薯条、薯片及各种膨化食品产能达到100多万吨，成为世界上仅次于欧盟的第二大薯类工业制品生产、销售产业基地。新鲜马铃薯块茎中淀粉含量一般为9％～25％。与其他薯类、禾谷类淀粉相比，马铃薯淀粉具有糊化初始温度低、成糊黏度和透明度高、吸水能力好及膨胀度高等特点，在食品领域的应用十分广泛，可作为膨化食品、方便食品的优质原料；在化工、造纸、纺织及医药等领域也具有重要用途，附加值更高。
[0004]淀粉含量是衡量淀粉加工型马铃薯品种最重要的指标，同时影响鲜食和加工品质的优劣，是马铃薯最重要的农艺性状之一。马铃薯淀粉含量性状为多基因控制的数量遗传性状，因其遗传背景及染色体倍性较为复杂，使得淀粉含量性状的遗传研究和分子选择育种进程缓慢。
[0005]传统块茎淀粉含量测定方法需在马铃薯成熟收获后，一定程度影响了新品种选育的效率。目前有关块茎淀粉含量的分子标记极少，且因作图群体与分析方法不同对育种的准确性有所影响，尤其是存在操作复杂、通量小、劳动力消耗量大的弊端。KASP基因分型技术是一项独特的竞争型等位基因特异性PCR，可对基因组核酸样品进行SNPs和Indels高精度双等位基因分型。且该技术操作简单，分析稳定、准确，高通量、成本较低。关于四倍体马铃薯淀粉含量KASP分子标记的研究在国内外尚未见报道。
[0006]我国现有马铃薯品种中，加工型品种稀缺；亟待开发操作简易、高通量、低成本且准确性高的KASP分子标记，加速马铃薯分子育种和种质创新进程。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发及应用，可用于筛选淀粉含量大于17％的高淀粉含量马铃薯种质材料，为高淀粉马铃薯育种和种质改良奠定理论基础且提供分子标记辅助选择手段。
[0008]本专利技术提供了一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发方法，包括以下步骤：(1)分别扩增若干马铃薯种质的细胞壁蔗糖转化酶基因StCWIN1的核苷酸序列，并进行高通量测序，根据质控标准筛选用于关联分析的位点；
[0009](2)利用已知马铃薯种质材料的全基因组重测序进行call SNP，对SNPs进行筛选；所述筛选包括：位点缺失率≤0.1，次要等位基因频率≥0.05；所述筛选还包括对SNPs进行
LD pruning，去除互相关联的SNP，以及通过PLINK对SNPs进行LD位点去除；
[0010](3)对步骤(1)、(2)筛选后得到的SNPs与马铃薯块茎淀粉含量、块茎干物质含量和比重性状进行关联分析和显著性检测，确定与目标性状值相关的SNP位点。
[0011]优选的，步骤(1)所述扩增用引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。
[0012]优选的，步骤(1)所述质控标准包括：QD<2.0，FS>200.0，ReadPosRankSum<
‑
20.0，SOR>3.0。
[0013]本专利技术还提供了利用上述开发方法筛选得到的与马铃薯块茎淀粉含量相关的KASP标记在评价马铃薯种质淀粉含量中的应用。
[0014]优选的，所述KASP标记的SNP位点的物理位置为chr10.56679821，存在多态性G/T。
[0015]本专利技术还提供了一种与马铃薯块茎淀粉含量相关的KASP标记引物组，所述引物组包括StCWIN1
‑
KASP1FAM、StCWIN1
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KASP1VIC和Common1，所述StCWIN1
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KASP1FAM的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述StCWIN1
‑
KASP1VIC的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示，所述Common1的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。
[0016]本专利技术还提供了一种用于鉴定或辅助鉴定马铃薯块茎淀粉含量的试剂盒，所述试剂盒包括上述KASP标记引物组。
[0017]优选的，所述试剂盒中还包括PCR扩增所需要的必要试剂。
[0018]本专利技术还提供了一种鉴定马铃薯块茎淀粉含量的方法，以待测马铃薯的基因组DNA为模板，采用上述KASP标记引物组进行PCR扩增，将得到的扩增产物进行荧光信号扫描；
[0019]荧光信号显示聚合靠近X轴且荧光信号呈蓝色的待测马铃薯为高淀粉基因型。
[0020]优选的，所述PCR扩增的程序，包括：94℃预变性15min；Touch down程序：94℃变性20s，61℃退火60s，10个循环，每个循环退火温度下降0.6℃；扩增程序：94℃变性20s，55℃退火60s，26个循环；37℃读板1min。
[0021]有益效果：本专利技术利用PCR方法获得不同淀粉含量的马铃薯种质中StCWIN1的基因序列，序列比对分析后挖掘到高、低淀粉含量种质间存在的差异SNP位点，并将其开发成KASP标记。本专利技术所述开发成KASP标记的SNP位于马铃薯第10号染色体上的StCWIN1基因序列中，且在chr10.56679821处(也即SNV00075位点)存在G/T的多态性，且在实施例中证实TTTT基因型的块茎淀粉含量大于GGGG和其他杂合基因型的待测马铃薯，可用于筛选淀粉含量平均值17％的中、高淀粉含量马铃薯种质材料，经实验验证该KASP标记检测马铃薯种质中的准确率为83.3％，为高淀粉马铃薯育种和种质改良奠定理论基础且提供分子标记辅助选择手段。
[0022]本专利技术还提供了所述KASP标记的引物组，利用本专利技术提供的所述引物组能够在马铃薯苗期快速鉴定中、高淀粉含量(17.19
±
1.9％)的马铃薯种质，经实验验证该KASP标记检测马铃薯种质中的准确率为83.3％。检测结果准确可靠，操作简单，成本低。本专利技术方法能为马铃薯淀粉含量种质的分子标记辅助选择和分子育种提供新表型预测方法，加速马铃薯高淀粉品种选育进程。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为KASP标记开发流程；
[0025]图2为实施例1中155份马铃薯块茎干物质含量、淀粉含量、比重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与马铃薯淀粉含量相关的KASP标记的开发方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别扩增若干马铃薯种质的细胞壁蔗糖转化酶基因StCWIN1的核苷酸序列，并进行高通量测序，根据质控标准筛选用于关联分析的位点；(2)利用已知马铃薯种质材料的全基因组重测序进行call SNP，对SNPs进行筛选；所述筛选包括：位点缺失率≤0.1，次要等位基因频率≥0.05；所述筛选还包括对SNPs进行LD pruning，去除互相关联的SNP，以及通过PLINK对SNPs进行LD位点去除；(3)对步骤(1)、(2)筛选后得到的SNPs与马铃薯块茎淀粉含量、块茎干物质含量和比重性状进行关联分析和显著性检测，确定与目标性状值相关的SNP位点。2.根据权利要求1所述开发方法，其特征在于，步骤(1)所述扩增用引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。3.根据权利要求1所述开发方法，其特征在于，步骤(1)所述质控标准包括：QD<2.0，FS>200.0，ReadPosRankSum<
‑
20.0，SOR>3.0。4.利用权利要求1～3任一项所述开发方法筛选得到的与马铃薯块茎淀粉含量相关的KASP标记在评价马铃薯种质淀粉含量中的应用。5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述KASP标记的SNP位点的物理位置为chr10.56679821...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩檑，杨亚珺，张丽，聂峰杰，刘璇，杨文静，石磊，甘晓燕，张国辉，郭志乾，
申请(专利权)人：宁夏农林科学院农业生物技术研究中心宁夏农业生物技术重点实验室，
类型：发明
国别省市：