本发明专利技术公开了高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记及应用。本发明专利技术通过全基因组关联分析的方法挖掘到与高粱茎秆糖含量显著相关的SNP位点，该位点可以解释9.74％的茎秆糖含量表型变异。以高粱基因组为模板设计了扩增该位点的引物对，如SEQ ID No.1和2所示，进而开发出了分子标记SbSugar‑Hap。该标记序列为SEQ ID No.3所示，其中第347位碱基有多态性，在茎秆高糖材料中是C变异，在茎秆低糖材料中是T变异。该分子标记可用于高粱自然群体茎秆高糖种质的筛选，并在高粱重组自交系群体中进行了验证。本发明专利技术的提出为高粱茎秆高糖的分子育种提供了参考。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记及应用，属于高粱茎秆品质改良和分子标记辅助育种领域。
技术介绍
1、高粱[sorghum bicolor(l.)moench]，属禾本科高粱属，是世界第五大谷类作物(http://www.fao.org)。甜高粱(sweet sorghum)是普通籽实高粱的变种，因其茎秆含糖量高，生物量大，相比于甘蔗生长周期短(felderhoff tj,murray sc,klein pe,et al.qtlsfor energy-related traits in a sweet×grain sorghum[sorghum bicolor(l.)moench]mapping population[j].crop science,2012,52:2040-2049.)，抗逆性和适应性强，而作为一种新型能源作物，被应用于青贮饲料、提取糖浆和生产乙醇(冷传远，郝怀庆，景海春.甜高粱茎秆持汁性研究进展[j].生物技术通报，2019，35：9-14.)。而高粱茎秆糖含量是其作为生物质能源利用的关键因素，是影响甜高粱青贮饲料品质的重要指标，高的茎秆糖含量还具有更高的环境耐受性(盘道兴，杨云，韦继雯，等.青贮饲料资源开发利用的研究现状[j].粮食与饲料工业，2018，11：52-57.)。因而，高粱茎秆中糖分含量的高低对高粱产业化利用具有重要作用，挖掘调控高粱茎秆含糖量的相关基因位点，可以为高粱茎秆高糖育种提供可用的分子标记，进而加快甜高粱分子育种过程，满足甜高粱作为新型能源作物和青贮饲料的需求。
2、高粱茎秆中的糖分以蔗糖为主，受复杂多基因调控(m,messing j.sweetsorghum as a model system for bioenergy crops.curropinbiotechnol,2012,23,323-329.；黎大爵,廖馥荪(1992).甜高粱及其利用.北京:科学出版社144.；mathur s,umakanthav,tonapi va,et al.sweet sorghum as biofuel feedstock:recent advances andavailable resources.biotechnol biofuels,2017,10,146.)。水分是糖分的载体，与糖产量正相关。控制高粱茎秆含水量的主效基因d已通过gwas和qtl定位的方法挖掘到(han y,lv p,hou s,et al.combining next generation sequencing with bulked segregantanalysis to fine map a stem moisture locus in sorghum(sorghum bicolorl.moench).plos one,2015,10:e0127065.；burks p,kaiser c,hawkins e,et al.genome-wide association for sugar yield in sweet sorghum.crop science,2015,55:2138-2148.；casto al,mckinley ba,yu kmj,et al.sorghum stem aerenchyma formation isregulated by sbnac_dduring internode development.plant direct,2018,2:e00085.；xia j,zhao y,burks p,et al.a sorghum nac gene is associated with variation inbiomass properties and yield potential.plant direct,2018,2:e00070.)，该基因为调控次生细胞壁生物合成的第一层主开关，在高粱驯化和改良过程中发挥着重要作用(fujimoto m,sazuka t,oda y,et al.transcriptional switch for programmed celldeath in pith parenchyma of sorghum stems.pnas,2018,115:e8783-e8792.；zhanglm,leng cy,luo h,et al.sweet sorghum originated through selection of dry,aplant-specific nac transcription factor gene.the plant cell,2018,30:2286-2307.)，基因dry调控水分含量的网络尚未解析。在不同的群体中鉴定糖相关的遗传位点，d基因也被证明是重要的稳定遗传位点(burks p,kaiser c,hawkins e,et al.genome-wideassociation for sugar yield in sweet sorghum.crop science,2015,55:2138-2148.；shiringani al,frisch m,friedt w.genetic mapping of qtls for sugar-relatedtraits in a ril population of sorghum bicolor l.moench.theorappl genet,2010,121,323-336.)。此外，murray等(murray sc,sharma a,rooney wl,etal.geneticimprovement of sorghum as a biofuel feedstock:i.qtl for stem sugar and grainnonstructural carbohydrates.crop sci,2008,48,2165-2179.)利用f2群体和ril(重组自交系)群体，在3号染色体上鉴定了brix的qtl，解释了25％的表型变异。murray等利用125个不同的高粱进行茎birx关联作图，检测到1号染色体上的一个携带葡萄糖-6-磷酸异构酶同源基因编码的qtl(murray sc,rooney wl,hamblin mt,et al.sweet sorghum geneticdiversity and association mapping for brix and height.plant genome,2009,48-62.)。在sbi01b、sbi04b、sbi05和sbi07上定位了6个与brix相关的qtls，解释了6.4-33.9％的遗传变异(lekgari al.genetic mapping of quantitative trait loci associatedwith bioenergy traits,and the assessment of genetic variability in sweetsorghum(sorghum bicolor(l.).moe本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.扩增高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记SbSugar-Hap的特异性引物对，其中：
2.高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记SbSugar-Hap，以高粱基因组为模板，采用下述引物对进行PCR扩增而得到，所述标记在高粱基因组DNA中扩增产物为1164bp；
3.根据权利要求2所述的分子标记SbSugar-Hap，扩增产物的序列如SEQ ID No.3所示，在第347位存在多态性，其中茎秆高糖材料第347位碱基为C，低糖材料第347位碱基为T。
4.权利要求2或3所述的高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记SbSugar-Hap在筛选、鉴定高梁茎杆糖含量中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，为以高粱基因组为模板，采用下述引物对进行PCR扩增而得到分子标记SbSugar-Hap，所述标记在高粱基因组DNA中扩增产物为1164bp，所述标记序列如SEQ ID No.3所示，在第347位存在多态性，其中第347位碱基为C的为茎秆高糖材料，第347位碱基为T的为茎杆低糖材料；
6.权利要求2或3所述的高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记SbSugar-Hap在玉米辅助育种选育作物新品种的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，为以高粱基因组为模板，采用下述引物对进行PCR扩增而得到分子标记SbSugar-Hap，所述标记在高粱基因组DNA中扩增产物为1164bp，所述标记序列如SEQ ID No.3所示，其中茎秆高糖材料第347位碱基为C，低糖材料第347位碱基为T；
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【技术特征摘要】
1.扩增高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记sbsugar-hap的特异性引物对，其中：
2.高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记sbsugar-hap，以高粱基因组为模板，采用下述引物对进行pcr扩增而得到，所述标记在高粱基因组dna中扩增产物为1164bp；
3.根据权利要求2所述的分子标记sbsugar-hap，扩增产物的序列如seq id no.3所示，在第347位存在多态性，其中茎秆高糖材料第347位碱基为c，低糖材料第347位碱基为t。
4.权利要求2或3所述的高粱茎秆糖含量相关基因的分子标记sbsugar-hap在筛选、鉴定高梁茎杆糖含量中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，为以高粱基因组为模板，采用下述...
【专利技术属性】
技术研发人员：景海春，郝怀庆，张汝，尚丽，吴小园，刘智全，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：
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