本發明專利技術屬生物技術領域，涉及鑒定多花多粒小麥?冰草漸滲系的SNP分子標記，其為Unigene20307?1420。本發明專利技術首次基于SNP標記技術開發了小麥背景下的冰草P基因組特異分子標記，為高通量檢測和追蹤小麥?冰草衍生后代中的冰草外源遺傳成分提供了一個有效的方法，且以此標記成功地鑒定出攜帶多花多粒優異性狀的小麥?冰草漸滲系，對未來小麥育種中有效利用這些冰草外源基因奠定了重要基礎。
SNP molecular marker identification and application of multi florets wheat Agropyron introgression lines
The invention belongs to the field of biotechnology, SNP molecular markers to the identification of multi florets wheat Agropyron introgression lines, the Unigene20307 1420. The invention firstly developed Agropyron P genome specific molecular markers of wheat under the background of SNP markers based on technology, provides an effective method for high-throughput detection and tracking wheat wheatgrass wheatgrass derived exogenous genetic elements in the offspring, and this marker was successfully identified with multi florets excellent traits of wheat wheatgrass introgression lines, laid an important foundation for the future in wheat breeding, the effective use of these wheatgrass exogenous gene.
【技術實現步驟摘要】
鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記及應用
本專利技術屬于生物
，具體涉及鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記及其應用。
技術介紹
小麥是世界主要糧食作物之一，然而，在長期的馴化及栽培過程中遺傳多樣性逐漸降低，這嚴重阻礙了小麥新品種的培育。因此，提高小麥的遺傳多樣性變得尤為重要。小麥野生近緣種長期生長在自然環境中，經受了各種惡劣環境條件的考驗，蘊藏著豐富的遺傳變異，攜帶有大量價值的基因資源可供小麥利用。把這些優異基因引入普通小麥是增加小麥遺傳多樣性和改良小麥品種的重要途徑。冰草屬(AgropyronGaertn.)是小麥重要的野生近緣屬，由單一P基因組構成，具有眾多可用于小麥改良的優異基因。李立會等通過胚拯救的方法獲得了普通小麥‘Fukuhokomugi’與冰草Z559的雜種，之后通過自交和連續回交創制了一系列小麥-冰草異源二體附加系。目前，利用小麥-冰草附加系產生易位系，已經將6P染色體的多花多粒、抗白粉病和葉銹病、多分蘗和高千粒重以及2P染色體的抗白粉病等優異性狀導入普通小麥，并獲得了大量攜帶P基因組遺傳特征的疑似漸滲系。盡管許多外源基因已經被導入小麥中，但是基因的滲入仍然費時費力，很難滿足小麥育種的需求。因此，對已經獲得的漸滲系的有效檢測是加速外源種質利用過程中迫切需要解決的問題。一直以來，細胞學手段，比如染色體帶、GISH和FISH，被廣泛用來檢測小麥中的外源染色體片段。但是這些傳統技術分辨率較低，且不能高通量檢測雜交后代。普通分子標記，例如SSR，能夠檢測小麥中細胞學方法無法檢測到的小片段外源染色質，但是在高通量檢測時它們費力耗材，這嚴重限制了它們在小麥育種中的應用。SNP即單核苷酸多態性，是指在基因組上單個核苷酸的變異，形成的遺傳標記。SNP標記是第三代分子標記技術，相對傳統的RFLP、SSR標記等具有在基因組中遺傳穩定、數量多、位點專一、易檢測、更適合于高通量的檢測分析等優點。Tiwari等首次利用卵穗山羊草5MgS特異的SNP標記檢測小麥背景下卵穗山羊草染色質的滲入。我們的前期研究表明，通過對四倍體冰草轉錄組測序發現，冰草與小麥轉錄本存在大量高相似性序列，相似度峰值達到98％，這為冰草特異SNP標記的開發奠定了基礎。
技術實現思路
本研究首次大規模開發冰草P基因組特異的SNP標記，并試圖將其應用于小麥-冰草漸滲系中的P基因組遺傳成分或功能基因的有效檢測。為了有效檢測小麥-冰草漸滲系中的P基因組遺傳成分，本研究利用冰草轉錄組數據獲得冰草P基因組相對于小麥ABD基因組特異的SNP位點176,135個，并選擇在功能注釋上與多花多粒、抗病和抗逆等性狀相關的230個P基因組SNP位點，以小麥品種Fukuhokomugi、中國春、周麥18、藁城8901和冰草Z559、18個小麥-冰草附加系和89份疑似漸滲系為材料，利用KASP(CompetitiveAlleleSpecificPCR)技術進行了基因分型檢測與驗證。結果顯示，其中70個SNP標記可有效應用于P基因組遺傳成分檢測，并將56個SNP標記定位于不同的P染色體上。對89份疑似漸滲系材料進一步分析發現，6個P基因組SNP標記分別在不同材料得到驗證，涉及功能域包含Mybfamilytranscriptionfactor和NB-ARC的基因，證實了其為小麥-冰草漸滲系。本專利技術提供用于鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記，所述SNP分子標記為Unigene20307-1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp處為目標(冰草此處堿基為G，普通小麥此處堿基為A)，用于KASP技術擴增后基因分型呈現雜合型為多花多粒小麥-冰草漸滲系。本專利技術還有一個目的在于提供所述用于鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記在檢測小麥-冰草漸滲系基因型中的應用。本專利技術還提供以所述用于鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記檢測多花多粒的小麥-漸滲系的方法，其為以SNP分子標記Unigene20307-1420檢測待測植株，基因分型呈現雜合型為多花多粒的小麥-漸滲系。所述以所述用于鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記檢測多花多粒小麥-冰草漸滲系的方法在小麥育種中的應用。本專利技術還提供以Unigene20307-1420的SNP分子標記檢測多花多粒小麥-冰草漸滲系在選育多花多粒的小麥品種中的應用。本專利技術還提供針對SNP位點Unigene20307-1420設計的特異性引物，其核苷酸序列為：標有VIC的等位型1引物：atccacgaaaagcagttcccgc，如SEQIDNo.1所示；標有FAM的等位型2引物：gatccacgaaaagcagttcccgt，如SEQIDNo.2所示；通用引物：gagagggagcagctccatcactt，如SEQIDNo.3所示。本專利技術還提供針對SNP位點Unigene20307-1420設計的特異性引物在選育優良小麥品種中的應用。本專利技術首次基于SNP標記技術開發了在小麥背景下的冰草P基因組特異分子標記，為高通量檢測和追蹤小麥-冰草衍生后代中的冰草外源遺傳成分提供了一個有效的方法，且以此標記成功地鑒定出攜帶多花多粒優異性狀的小麥-冰草漸滲系，對未來小麥育種中有效利用這些冰草外源基因奠定了重要基礎。附圖說明圖1實施例1中KASP引物的分型檢測。其中，a為KASP引物在普通小麥中國春、Fukuhokomugi和冰草中成功分型；b為SNP標記unigene60281_All-294定位在小麥-冰草附加系4844-12、5113、5114和II-30-5中；c為SNP標記unigene20217_All-182定位在小麥-冰草漸滲系材料中。具體實施方式下面結合實施例，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。小麥品種‘Fukuhokomugi’、中國春、藁城8901和周麥18均為公知品種。冰草品種Z559為公知品種。實施例1實驗材料以原始雜交母本普通小麥品種‘Fukuhokomugi’(Triticumaestivum2n＝6x＝42，AABBDD)和父本冰草Z559(Agropyroncristatum(L.)Gaertn.，2n＝4x＝28，PPPP)以及普通小麥中國春(ChineseSpring，CS)、藁城8901和周麥18為對照，用于P基因組特異SNP標記篩選。以18個小麥-冰草二體附加系(表2)(張艷，2013)為材料，用于P基因組特異SNP標記的染色體定位。89份小麥-冰草疑似漸滲系材料被用于檢測其是否攜帶P基因組遺傳成分或功能基因，漸滲系材料的詳細系譜見表1。表1小麥-冰草附加系同源群歸屬注：W代表小麥染色體，P代表冰草染色體。實驗方法小麥背景下冰草特異SNP的篩選基于四倍體冰草Z559轉錄組序列，以已經發表的中國春小麥基因組序列為引物，利用BWA/samtools進行冰草特異SNPcalling分析，篩選相識度高于95％，僅在冰草中特異的SNP位點，作為初步的冰草特異SNP。冰草轉錄組與中國春基因組數據均來源于NCBI。按照冰草轉錄組注釋結果[參見ZhangJ,LiuW,HanH,SongL,BaiL,GaoZ,eta本文檔來自技高網...
【技術保護點】
鑒定多花多粒小麥?冰草漸滲系的SNP分子標記，所述SNP分子標記為Unigene20307?1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp處為目標，用于KASP技術擴增后基因分型呈現雜合型為多花多粒小麥?冰草漸滲系。
【技術特征摘要】
1.鑒定多花多粒小麥-冰草漸滲系的SNP分子標記，所述SNP分子標記為Unigene20307-1420，以冰草Unigene20307基因第1420bp處為目標，用于KASP技術擴增后基因分型呈現雜合型為多花多粒小麥-冰草漸滲系。2.如權利要求1所述的SNP分子標記在檢測小麥-冰草漸滲系基因型中的應用。3.以權利要求1所述的SNP分子標記檢測小麥-冰草漸滲系的方法。4.權利要求3所述的方法在小麥育種中的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李立會，馬慧慧，張錦鵬，劉偉華，李秀全，楊欣明，魯玉清，
申請(專利權)人：中國農業科學院作物科學研究所，
類型：發明
國別省市：北京,11
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