本發(fā)明屬于小麥育種，涉及用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、普通小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾闹骷Z作物之一，其產(chǎn)量占了全球谷物產(chǎn)量的近30％，提供了約20％的人類能量需求，養(yǎng)活了約40％的世界人口。隨著世界人口的不斷增加，預(yù)計(jì)在本世紀(jì)中葉人口將達(dá)到90億人，為滿足人類糧食需求，小麥產(chǎn)量應(yīng)從目前的每公頃3噸提升到每公頃5噸，即每年小麥產(chǎn)量應(yīng)該以2％的速度增加。中國(guó)是全球最大的小麥生產(chǎn)國(guó)之一，小麥?zhǔn)侵袊?guó)最重要的糧食作物之一，小麥的產(chǎn)量直接影響著國(guó)家的糧食安全。由于氣候變化等因素的影響，小麥等作物的產(chǎn)量增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到此目標(biāo)。

2、在上個(gè)世紀(jì)，小麥產(chǎn)量的增加主要是將來(lái)源于日本品種的矮桿基因(rht)轉(zhuǎn)移到其他地區(qū)的品種中，即“綠色革命”形成的。株高的降低很大程度上提升了小麥的抗倒伏特性，加上農(nóng)藥和化肥的廣泛使用，使得小麥產(chǎn)量得以迅速提高。但是進(jìn)入新世紀(jì)后，繼續(xù)利用“綠色革命”矮桿基因來(lái)大幅增加小麥產(chǎn)量的潛力明顯不足，人們需要注重更加核心和有效的方法來(lái)提升小麥產(chǎn)量。

3、小麥三大產(chǎn)量因素，千粒重、每穗粒數(shù)和單位面積穗數(shù)，都與穗部緊密聯(lián)系，穗部發(fā)育影響著最后收獲的籽粒狀態(tài)，穗部形態(tài)的改善將直接提升小麥產(chǎn)量，所以穗形一直是小麥育種工作中重要的選擇性狀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、1、用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記，即xcau.indeltatpr-b1，其鑒定的差異核苷酸序列位于tatpr-b1基因的第380和411bp之間，tatpr-b1基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

4、作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，所述的分子標(biāo)記鑒定的的差異核苷酸序列為：cggtcggagaccgcatgttcttcgccatgtcc，如seq?id?no.2所示。

5、2、用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的引物組合物，包括：

6、上游引物xcau.indeltatpr-b1-f：gagggagtggaagtggaaccc，如seq?id?no.3所示；

7、下游引物xcau.indeltatpr-b1-r：aggggccgctgctgcaga，如seq?id?no.4所示。

8、3、用于鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀的試劑盒，包含前述的引物組合物。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，所述試劑盒還包含pcr擴(kuò)增所需的成分，如taq?dna聚合酶、dntp、pcr緩沖液以及mg2+等。

10、4、前述分子標(biāo)記、引物組合物或試劑盒在小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定中的應(yīng)用。

11、5、前述分子標(biāo)記、引物組合物或試劑盒在小麥育種中的應(yīng)用。

12、6、一種鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀的方法，使用待測(cè)小麥的基因組dna作為模板，采用前述的引物組合物進(jìn)行pcr擴(kuò)增，然后對(duì)pcr產(chǎn)物經(jīng)過(guò)10％的聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，鑒定擴(kuò)增條帶的大小，從而鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，pcr擴(kuò)增體系總體積為10μl：100ng/l模板dna?1.0μl，2×pcr反應(yīng)混合液5.0μl，引物組合物2.0μl，雙蒸水2.0μl；其中2×pcr反應(yīng)混合液為康潤(rùn)生物的2×taq預(yù)混液(染料，page專用)。

14、作為優(yōu)選的技術(shù)方案之一，pcr擴(kuò)增程序如下：首先，在94℃下進(jìn)行5分鐘的預(yù)變性；接著，進(jìn)行循環(huán)程序，包括：在94℃下進(jìn)行30秒的變性，在54℃下進(jìn)行30秒的退火，在72℃下進(jìn)行30秒的延伸，循環(huán)執(zhí)行35次；最后，在72℃下進(jìn)行5分鐘的延伸；pcr產(chǎn)物需要在4℃保存。

15、7、一種小麥育種方法，利用待鑒定小麥的基因組dna為模板，通過(guò)pcr擴(kuò)增，獲得pcr產(chǎn)物，然后選擇包含前述分子標(biāo)記的pcr產(chǎn)物，將其作為親本進(jìn)行育種。

16、本發(fā)明的有益效果在于：

17、本發(fā)明涉及用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記及其應(yīng)用，本發(fā)明公開(kāi)了一個(gè)與小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀相關(guān)的變異位點(diǎn)，并通過(guò)該位點(diǎn)開(kāi)發(fā)了indel標(biāo)記。采用這一indel標(biāo)記，可以確定待測(cè)小麥的基因型，即tatpr-b1ky5214基因型(變異位點(diǎn)含有32bp堿基)或tatpr-b1w8762基因型(變異位點(diǎn)缺少32bp堿基)。對(duì)432份小麥樣本的單倍型分析結(jié)果表明，根據(jù)待測(cè)小麥的基因型，可以確定具有優(yōu)異單倍型tatpr-b1w8762基因型的小麥植株成熟后的穗長(zhǎng)小于具有tatpr-b1ky5214基因型的小麥植株，并且小穗密度高于具有tatpr-b1ky5214基因型的小麥植株。這一發(fā)現(xiàn)有助于篩選出穗長(zhǎng)小、小穗密度大的小麥品種，為培育密穗、高產(chǎn)的小麥品種提供了理論基礎(chǔ)，并提供了分子輔助選擇的工具。

18、基于序列indel的普通pcr技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基因型的高精度分析，同時(shí)還具備高產(chǎn)能、成本低、準(zhǔn)確性高以及遺傳穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此，基于具體序列indel的普通pcr可以為培育密穗、高產(chǎn)的小麥品種之用，對(duì)于小麥高產(chǎn)育種的輔助選擇具有重要的戰(zhàn)略意義。

技術(shù)特征：

1.用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記，其特征在于，即xcau.indeltatpr-b1，其鑒定的差異核苷酸序列位于tatpr-b1基因的第380和411bp之間，tatpr-b1基因的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記，其特征在于，所述的分子標(biāo)記鑒定的差異核苷酸序列為：cggtcggagaccgcatgttcttcgccatgtcc，如seq?id?no.2所示。

3.用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的引物組合物，其特征在于，包括：

4.用于鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀的試劑盒，其特征在于，包含權(quán)利要求3所述的引物組合物。

5.權(quán)利要求1所述分子標(biāo)記、權(quán)利要求3所述引物組合物或權(quán)利要求4所述試劑盒在小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定中的應(yīng)用。

6.權(quán)利要求1所述分子標(biāo)記、權(quán)利要求3所述引物組合物或權(quán)利要求4所述試劑盒在小麥育種中的應(yīng)用。

7.一種鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀的方法，其特征在于，使用待測(cè)小麥的基因組dna作為模板，采用權(quán)利要求3所述的引物組合物進(jìn)行pcr擴(kuò)增，然后對(duì)pcr產(chǎn)物經(jīng)過(guò)10％的聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，鑒定擴(kuò)增條帶的大小，從而鑒定小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，pcr擴(kuò)增體系總體積為10μl：100ng/l模板dna?1.0μl，2×pcr反應(yīng)混合液5.0μl，引物組合物2.0μl，雙蒸水2.0μl。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，pcr擴(kuò)增程序如下：首先，在94℃下進(jìn)行5分鐘的預(yù)變性；接著，進(jìn)行循環(huán)程序，包括：在94℃下進(jìn)行30秒的變性，在54℃下進(jìn)行30秒的退火，在72℃下進(jìn)行30秒的延伸，循環(huán)執(zhí)行35次；最后，在72℃下進(jìn)行5分鐘的延伸；pcr產(chǎn)物需要在4℃保存。

10.一種小麥育種方法，其特征在于，利用待鑒定小麥的基因組dna為模板，通過(guò)pcr擴(kuò)增，獲得pcr產(chǎn)物，然后選擇包含權(quán)利要求1所述分子標(biāo)記的pcr產(chǎn)物，將其作為親本進(jìn)行育種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及用于小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀鑒定的分子標(biāo)記及其應(yīng)用，公開(kāi)了一個(gè)與小麥穗長(zhǎng)和小穗密度性狀相關(guān)的變異位點(diǎn)，并通過(guò)該位點(diǎn)開(kāi)發(fā)了InDel標(biāo)記。采用這一InDel標(biāo)記，可以確定待測(cè)小麥的基因型，即TaTPR?B1<supgt;KY5214</supgt;基因型或TaTPR?B1<supgt;W8762</supgt;基因型。研究發(fā)現(xiàn)，具有優(yōu)異單倍型TaTPR?B1<supgt;W8762</supgt;基因型的小麥植株成熟后的穗長(zhǎng)小于具有TaTPR?B1<supgt;KY5214</supgt;基因型的小麥植株，并且小穗密度高于具有TaTPR?B1<supgt;KY5214</supgt;基因型的小麥植株。這一發(fā)現(xiàn)有助于篩選出穗長(zhǎng)小、小穗密度大的小麥品種，為培育密穗、高產(chǎn)的小麥品種提供了理論基礎(chǔ)，并提供了分子輔助選擇的工具。

技術(shù)研發(fā)人員：倪中福,朱軍,黃峰,梁榮奇,孫其信
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10