本發(fā)明涉及分子生物，尤其是小麥單株穗數(shù)相關(guān)的snp-498位點(diǎn)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、小麥作為世界上主要的糧食作物之一，小麥產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善對(duì)全世界的糧食安全具有非常重要的意義。穗數(shù)是產(chǎn)量構(gòu)成的三因素之一，開(kāi)展小麥成穗數(shù)研究，對(duì)高產(chǎn)育種及種質(zhì)資源創(chuàng)制具有重要意義。因此，發(fā)掘控制小麥單株穗數(shù)qtl(quantitativetrait?loci)區(qū)段及其優(yōu)異等位變異，對(duì)小麥不同分蘗性狀的qtl定位分析對(duì)了解產(chǎn)量形成和產(chǎn)量分子育種具有重要意義。

2、目前，前人利用不同的遺傳分離群體對(duì)穗數(shù)的遺傳機(jī)制進(jìn)行了分析,定位了許多與穗數(shù)相關(guān)的qtls。萬(wàn)家樂(lè)等人(2021)以安農(nóng)859/武農(nóng)988的135份dh群體為研究材料，分別測(cè)定兩年五個(gè)環(huán)境下單株穗數(shù)表型值，并基于dh群體的55k芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行單株穗數(shù)qtl分析，開(kāi)發(fā)caps分子標(biāo)記。結(jié)果表明，在1b、1d、2a、3d、4a、4b、4d、6a、7d等染色體上共檢測(cè)到21個(gè)與單株穗數(shù)相關(guān)的qtl，其中，位于4b染色體上的qsn-ahau-4b.2在5個(gè)環(huán)境下均被檢測(cè)到，側(cè)翼標(biāo)記為ax-95004669-ax-109580651,物理區(qū)間為2.65mb,可解釋16.92％～49.98％表現(xiàn)變異，加性效應(yīng)為1.32～3.69個(gè)穗數(shù)，增效等位基因來(lái)自安農(nóng)859,是一個(gè)主效、穩(wěn)定的qtl。

3、楊林等人(2013)中國(guó)春(母本)和蘭考大粒(父本)雜交獲得的f2群體為作圖群體,構(gòu)建了含169個(gè)分子標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜。將f2:3家系分別種植于陜西乾縣、岐山和楊凌三地,利用完備區(qū)間作圖方法對(duì)小麥冬前分蘗、春季分蘗和單株穗數(shù)進(jìn)行多環(huán)境聯(lián)合qtl分析,共檢測(cè)到21個(gè)相關(guān)的加性qtl位點(diǎn)。其中,6個(gè)冬前分蘗qtl位于2a、2d、5d和7a染色體上，單個(gè)qtl可解釋1.38％～6.73％的表型變異；7個(gè)春季分蘗qtl位于1a、2d、4b、5d、7a和7d染色體上,單個(gè)qtl可解釋1.97％～2.60％的表型變異；8個(gè)單株穗數(shù)qtl位于1a、2b、2d和4b染色體上,單個(gè)qtl可解釋2.29％～41.21％的表型變異。共檢測(cè)到30對(duì)加性×加性上位性qtl。其中,控制冬前分蘗的為1對(duì),可解釋21％的表型變異；控制春季分蘗的為20對(duì),共檢測(cè)到30對(duì)加性×加性上位性qtl。其中,控制冬前分蘗的為1對(duì),可解釋21％的表型變異；控制春季分蘗的為20對(duì)。

4、盡管目前已經(jīng)定位了很多與小麥穗數(shù)相關(guān)的qtls。但是，由于絕大多數(shù)qtl的表型貢獻(xiàn)率較小，需要加性效應(yīng)體現(xiàn)，且在不同年限及環(huán)境間重復(fù)性差，所以這些qtl難以應(yīng)用于小麥每單株穗數(shù)的遺傳改良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供小麥單株穗數(shù)相關(guān)的snp-498位點(diǎn)及其應(yīng)用。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。

3、一種與小麥單株穗數(shù)相關(guān)的snp位點(diǎn)，所述的snp位點(diǎn)對(duì)應(yīng)于seq?id?no.1所示序列自5’末端第498位堿基，該位點(diǎn)為c/c純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是甲；該位點(diǎn)為g/g純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是乙；單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥小于或候選小于基因型乙純合的小麥。

4、另一方面，本發(fā)明包括一種引物組合，用于檢測(cè)小麥基因組中如下snp位點(diǎn)的單核苷酸多態(tài)性，所述的snp位點(diǎn)對(duì)應(yīng)于seq?id?no.1所示序列自5’末端第498位堿基，該位點(diǎn)為c/c純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是甲；該位點(diǎn)為g/g純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是乙；所述引物組合為序列表中seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?idno.5組成的引物對(duì)2f和2r；此引物組合用于檢測(cè)權(quán)利要求1所述的snp位點(diǎn)。

5、另一方面，本發(fā)明還包括一種鑒別或輔助鑒別小麥單株穗數(shù)性狀的試劑或試劑盒，該試劑或試劑盒用于檢測(cè)權(quán)利要求1中所述的snp位點(diǎn)，至少包括權(quán)利要求2所述的引物組合和必要的限制性?xún)?nèi)切酶組件。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述限制性?xún)?nèi)切酶為smai酶。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述pcr擴(kuò)增特異引物組合包括：seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述試劑或試劑盒還包括模板dna、pcr擴(kuò)增所需的緩沖液、dntps及其他基因檢測(cè)必要組件。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述試劑或試劑盒pcr擴(kuò)增的目標(biāo)dna片段設(shè)計(jì)為seq?id?no.1中5’末端第473-571bp。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述pcr擴(kuò)增特異引物組合包括：seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r。

11、另一方面，本發(fā)明還包括一種鑒定或輔助鑒定小麥基因型的方法，對(duì)待測(cè)小麥基因組dna中任意一段包含權(quán)利要求1所述snp位點(diǎn)在內(nèi)的dna片段進(jìn)行pcr擴(kuò)增，并將該pcr擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行酶切鑒定；所述pcr擴(kuò)增的dna片段為seq?id?no.1中5’末端第473-571bp；所述pcr擴(kuò)增的特異性引物對(duì)為seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述酶切包括以下步驟：以小麥基因組dna為模板，以引物1f和1r為引物對(duì)擴(kuò)增得到pcr產(chǎn)物；將此pcr產(chǎn)物稀釋20至50倍，以其作為模板，以引物2f和2r為引物對(duì)擴(kuò)增得到pcr產(chǎn)物；用限制性?xún)?nèi)切酶smai酶切pcr產(chǎn)物；若pcr產(chǎn)物不能被切開(kāi)，則該核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)為c/c，基因型為甲；若pcr產(chǎn)物可以被切開(kāi)，則該核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)為g/g，基因型為乙；單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥小于或候選小于基因型乙純合的小麥。

13、最后一方面，本發(fā)明還包括所述的snp位點(diǎn)在鑒定或輔助鑒定小麥單株穗數(shù)性狀中的應(yīng)用。

14、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)小麥自然變異群體基因的遺傳變異分析，發(fā)現(xiàn)有1個(gè)snp，分別對(duì)應(yīng)于序列表1自5’端第498位。通過(guò)對(duì)該snp位點(diǎn)設(shè)計(jì)dcaps標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)該snp存在兩種基因型：基因型甲(c)、基因型乙(g)。通過(guò)關(guān)聯(lián)分析證明，這兩種基因型的純合類(lèi)型中，單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥<基因型乙純合的小麥。本發(fā)明還提供了檢測(cè)所述snp的dcaps標(biāo)記。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)檢測(cè)所述該snp，即可找到單株穗數(shù)較高的小麥。本發(fā)明為小麥的分子標(biāo)記輔助選擇育種提供了一個(gè)新方法，在培育高產(chǎn)小麥品種的農(nóng)業(yè)實(shí)踐和/或相關(guān)科學(xué)研究中均具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種與小麥單株穗數(shù)相關(guān)的snp位點(diǎn)，其特征在于：所述的snp位點(diǎn)對(duì)應(yīng)于seq?idno.1所示序列自5’末端第498位堿基，該位點(diǎn)為c/c純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是甲；該位點(diǎn)為g/g純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是乙；單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥小于或候選小于基因型乙純合的小麥。

2.一種引物組合，其特征在于：用于檢測(cè)小麥基因組中如下snp位點(diǎn)的單核苷酸多態(tài)性，所述的snp位點(diǎn)對(duì)應(yīng)于seq?id?no.1所示序列自5’末端第498位堿基，該位點(diǎn)為c/c純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是甲；該位點(diǎn)為g/g純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是乙；所述引物組合為序列表中seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r；此引物組合用于檢測(cè)權(quán)利要求1所述的snp位點(diǎn)。

3.一種鑒別或輔助鑒別小麥單株穗數(shù)性狀的試劑或試劑盒，其特征在于：該試劑或試劑盒用于檢測(cè)權(quán)利要求1中所述的snp位點(diǎn)，至少包括權(quán)利要求2所述的引物組合和必要的限制性?xún)?nèi)切酶組件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試劑或試劑盒，其特征在于：所述限制性?xún)?nèi)切酶為smai酶。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的試劑或試劑盒，其特征在于：所述試劑或試劑盒還包括模板dna、pcr擴(kuò)增所需的緩沖液、dntps及其他基因檢測(cè)必要組件。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的試劑或試劑盒，其特征在于：所述試劑或試劑盒pcr擴(kuò)增的目標(biāo)dna片段設(shè)計(jì)為seq?id?no.1中5’末端第473-571bp。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6所述的試劑或試劑盒，其特征在于：所述pcr擴(kuò)增特異引物組合包括：seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r。

8.一種鑒定或輔助鑒定小麥基因型的方法，其特征在于：對(duì)待測(cè)小麥基因組dna中任意一段包含權(quán)利要求1所述snp位點(diǎn)在內(nèi)的dna片段進(jìn)行pcr擴(kuò)增，并將該pcr擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行酶切鑒定；所述pcr擴(kuò)增的dna片段為seq?id?no.1中5’末端473-571bp；所述pcr擴(kuò)增的特異性引物對(duì)為seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對(duì)1f和1r，seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對(duì)2f和2r。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：所述酶切包括以下步驟：以小麥基因組dna為模板，以引物1f和1r為引物對(duì)擴(kuò)增得到pcr產(chǎn)物；將此pcr產(chǎn)物稀釋20至50倍，以其作為模板，以引物2f和2r為引物對(duì)擴(kuò)增得到pcr產(chǎn)物；用限制性?xún)?nèi)切酶smai酶切pcr產(chǎn)物；若pcr產(chǎn)物不能被切開(kāi)，則該核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)為c/c，基因型為甲；若pcr產(chǎn)物可以被切開(kāi)，則該核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)為g/g，基因型為乙；單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥小于或候選小于基因型乙純合的小麥。

10.權(quán)利要求1所述的snp位點(diǎn)在鑒定或輔助鑒定小麥單株穗數(shù)性狀中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了小麥單株穗數(shù)相關(guān)的SNP?498位點(diǎn)及其應(yīng)用，所述的SNP位點(diǎn)對(duì)應(yīng)于SEQ?ID?NO.1所示序列自5’末端第498位堿基，該位點(diǎn)為C/C純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是甲；該位點(diǎn)為G/G純合時(shí)，相對(duì)應(yīng)的基因型是乙，單株穗數(shù)大小為：基因型甲純合的小麥小于或候選小于基因型乙純合的小麥。本發(fā)明的SNP具有較高的有效性和潛在應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)檢測(cè)所述該SNP即可找到單株穗數(shù)較高的小麥，在培育高產(chǎn)小麥品種的研究或應(yīng)用中具有重要價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：劉西崗,李永鵬,毛潤(rùn)亞,韓敬媛,楊雨風(fēng),趙萌萌,崔月,張昊,郭琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19