【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物分子育种，具体涉及一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因和分子标记、引物组、试剂盒及其应用。
技术介绍
1、在过去的十年中，全基因组关联分析(gwas)已经成功地鉴定了数千种与逆境反应/适应调控相关的遗传变异，如耐寒、干旱、耐盐和耐热性，极大地促进了人们对常见变异-非生物逆境耐受性性状关联的理解。然而，植物对生物胁迫反应的分子机制是一个复杂的网络调控过程，迄今为止发现的遗传变异通常只能解释给定性状估计遗传力的一小部分或中等部分。具有强烈风险倾向的等位基因可能通过纯化选择保持在低频率，因此在以前的gwas中被忽略。这些低频率/稀有的遗传变异被认为是数量性状“缺失遗传力”的原因之一(rare and low-frequency coding variants alter human adult height.nature542,186-190(2017))。
2、与经过反复人工选择的作物相比，天然林树种进化速率低，遗传变异丰富，是稀有变异关联研究的理想候选者。因此，鉴定森林树种自然种群中的稀有变异有助于了解缺失的遗传力，并更好地量化适应性状的遗传结构。先前的研究已经通过全外显子组测序(wes)揭示了p.deltoides中生物能源性状的推定调节因子，显示了稀有多态性在生物能源专用植物原料开发中的重要性(genome-wide association study reveals putativeregulators of bioenergy traits in populus deltoides.new p
3、迄今为止，大多数稀有变异关联研究都是通过单一值将一个区域内的稀有变异分解或汇总，如负担和方差成分(如skat)检验(rare-variant studies to complementgenome-wide association studies.annu.rev.genom.hum.genet.19,97-112(2018)；sequence kernel association tests for the combined effect of rare and commonvariants.the american journal of human genetics 92,841-853(2013))。他们主要关注通过提高稀有变异效应和降低常见变异效应来测试稀有变异的影响，解决了检测和估计稀有和低频变异对表型贡献的有限统计能力。随着高通量基因表达谱技术的应用，表达数量性状位点(expression quantitative trait locus,eqtl)定位技术已成为研究表达变异的遗传结构和提供遗传变异与表型多样性之间的分子联系的有力手段(geneticeffects on gene expression across human tissues.nature 550,204-213(2017)；leveraging molecular quantitative trait loci to understand the geneticarchitecture of diseases and complex traits.nat genet 50,1041-1047(2018))。通过建立骨干亲本杂交群体，可以实现遗传位点的分离，放大稀有等位基因的频率，实现对其分离规律和遗传效应的分析。因此，将杂交群体的eqtn结合到稀有变异关联研究中，可能有助于评估影响多基因性状遗传景观的稀有和低频编码变异。
4、毛白杨是中国特有的乡土树种，分布广泛，在林业生产和生态环境建设中占有重要地位，是北方地区森林培育的先锋树种。气孔作为协调叶片光合效率和水分利用效率的重要器官，与植物在水分胁迫下的抗旱性和环境适应机制密切相关(stomata conductanceas a goalkeeper for increased photosynthetic efficiency.current opinion inplant biology 70,102310(2022))。开发提高杨树抗旱性气孔基因标记的定向分子辅助育种技术可以为抗旱性科学研究提供良好的材料，提高杨树优异种质资源选育效率。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的候选基因和分子标记，可直接应用于杨树的分子标记辅助育种。此外，还提供了用于扩增所述分子标记的引物对、分子标记的应用、杨树遗传改良方法，能够在分子水平上对杨树的气孔形态做出精准评价，以此为基础，精准、高效地筛选出具有显著抗旱性的树种，有效缩短杨树育种周期，从而完成了本专利技术。
2、具体来说，本专利技术的目的在于提供以下方面：
3、第一方面的目的在于提供一种新的与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因ptorsz21，其基因序列为seq id no.0。
4、第二方面的目的在于提供所述杨树气孔形态和抗旱性相关的基因编码得到的蛋白。
5、第三方面的目的在于提供一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的分子标记组合，其中，所述分子标记组合由snp1、snp2和snp3组合而成。所述分子标记snp1位于杨树基因组ptorsz21基因上游第1118位碱基，具有tt、cc、tc三种基因型；所述分子标记snp2位于杨树基因组ptorsz21基因上游第1120位碱基，具有gg、tt、gt三种基因型；所述分子标记snp3其位于杨树基因组ptorsz21基因上游第1163位碱基，具有tt、cc、tc三种基因型。
6、第四方面的目的在于提供用于扩增所述基因ptorsz21和分子标记组合的引物组合，扩增所述基因ptorsz21的引物为p1和p2，其核苷酸序列分别如seq id no.1和seq idno.2所示。扩增所述分子标记组合的引物为p3和p4，其核苷酸序列分别如seq id no.3和seq id no.4所示。基于该引物组提供了含有所述引物组合的检测试剂或试剂盒。
7、第五方面的目的在于提供所述基因ptorsz21和snp分子标记组合的获得方法，所述方法包括以下步骤：
8、步骤1.选择毛白杨群体，进行表型性状测定；
9、步骤2.对毛白杨群体进行基因组dna提取；
10、步骤3.获得与毛白杨气孔形态和抗旱性相关的基因和snp分子标记。
11、第六方面的目的在于提供一种杨树遗传改良方法，优选地，所述方法包括继代选育所述分子标记组合的tt-gg-tt基因型组合的个体，淘汰该标记组合的所有其他基因型组合个体的步骤。
12、所述杨树遗传改良方法包括以下步骤：
13、步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因PtoRSZ21，其基因序列为SEQ ID NO.0。
2.一种根据权利要求1所述的与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因PtoRSZ21编码得到的蛋白，具有如SEQ ID NO.5所示氨基酸序列。
3.一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的分子标记组合，其特征在于，所述分子标记组合由SNP1、SNP2和SNP3组合而成，
4.一种用于扩增根据权利要求1所述的基因PtoRSZ21的引物组合，其特征在于，扩增所述基因PtoRSZ21的引物为P1和P2，其核苷酸序列分别如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。
5.一种用于扩增根据权利要求3所述的分子标记组合的引物组合，其特征在于，扩增所述分子标记组合的引物为P3和P4，其核苷酸序列分别如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。
6.一种根据权利要求1所述的基因PtoRSZ21和根据权利要求3所述的SNP分子标记组合的获得方法，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1中，
...【技术特征摘要】
1.一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因ptorsz21，其基因序列为seq id no.0。
2.一种根据权利要求1所述的与杨树气孔形态和抗旱性相关的基因ptorsz21编码得到的蛋白，具有如seq id no.5所示氨基酸序列。
3.一种与杨树气孔形态和抗旱性相关的分子标记组合，其特征在于，所述分子标记组合由snp1、snp2和snp3组合而成，
4.一种用于扩增根据权利要求1所述的基因ptorsz21的引物组合，其特征在于，扩增所述基因ptorsz21的引物为p1和p2，其核苷酸序列分别如seq id no.1和seq id no.2所示。
5.一种用于扩增根据权利要求3所述的分子标记组合的引物组...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜庆章，黄瑞，李连政，金卓颖，张东海，权明洋，张德强，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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