本發(fā)明涉及分子生物,尤其是小麥粒重相關的snp-546位點及其應用。
背景技術:
1、小麥是世界三大糧食作物之一,其高產穩(wěn)產對保障國家糧食安全具有重要意義。在育種和生產實踐中,千粒重是衡量小麥籽粒大小的重要指標之一。千粒重大,表明小麥籽粒更加飽滿、干物質積累更多、淀粉含量更高以及面粉品質更好。小麥千粒重的高低不但直接與產量和磨粉品質相關,同時也影響小麥幼苗的活力和長勢,進而間接影響植株的生長和小麥的最終產量。因此,發(fā)掘控制小麥千粒重qtl(quantitative?trait?loci)區(qū)段及其優(yōu)異等位變異,對利用分子標記輔助選擇進行粒重的遺傳改良及主效qtl的進一步應用提供了理論依據,同時對小麥產量性狀的遺傳改良具有重要意義。
2、目前,研究者已經定位了大量調控千粒重的qtl。小麥的粒重通過調控千粒重進而影響小麥產量。中國農業(yè)大學關攀鋒等人(2018)利用普通冬小麥農大3338(小粒)和京冬6號(大粒)衍生的dh群體在4a和4b染色體上定位了在多個環(huán)境條件下穩(wěn)定表達的千粒重qtl。進一步對4a和4b染色體上的千粒重qtl進行了分解、精細定位及候選基因預測。其中,對4a染色體上千粒重qtl位點qtgw-4a所在的染色體區(qū)段進行了分子標記加密,將16個ssr標記添加到千粒重qtl位點所在區(qū)間內;針對4a染色體上已知的粒重相關基因taargos-4a、tasnrk2.10、tacwi-4a、tatgw6和tags3-4a開發(fā)了分子標記,錨定了其遺傳位置;利用加密后的圖譜對qtgw-4a位點進行了重新定位,將qtgw-4a定位到ssr標記xcau4a11和xcau4a13之間,遺傳距離為5.73cm,該區(qū)間不包含已知的粒重相關基因,可能對應一個新的小麥粒重基因。利用688份小麥自然群體材料進行qtgw-4a位點等位變異分析,發(fā)現京冬6號大粒等位變異類型分布頻率較低,約占13.66%;開發(fā)了與qtgw-4a位點緊密連鎖的雙多態(tài)性ssr分子標記xcau4a10,可用于輔助選擇育種;通過回交將京冬6號大粒等位基因導入春小麥品種永3002,顯著提高了千粒重。
3、宿振起(2010)等人根據大粒型和小粒型tagw2-6a等位基因在啟動子區(qū)的序列差異,開發(fā)了以snp-593差異為目標、以taqi內切酶為工具的caps標記。通過掃描群體驗證,該標記穩(wěn)定、可靠且為共顯性標記,為理想的tagw2-6a等位基因的標記類型。通過候選基因關聯(lián)分析的方法在小麥微核心種質群體中驗證了tagw2-6a對小麥粒寬及粒重的調控功能。關聯(lián)分析結果顯示,tagw2-6a主要影響小麥粒寬和粒重,其生物學功能與osgw2相似。大粒型等位變異hap-6a-a與hap-6a-g相比是一種優(yōu)異等位基因類型,在現代育成品種中,前者較后者對千粒重的正向效應平均高3.1g左右,且平均早抽穗3.5d、早熟2.5d。因此,與hap-6a-g相比hap-6a-a是tagw2-6a的優(yōu)異等位變異類型,該基因的caps?marker可作為檢測大粒、早熟基因的功能標記。利用ril群體(小偃54/京411)將tagw2-6a定位在小麥的6a染色體短臂的著絲粒附近,位于xcfd80和xbarcl46之間。這與以往檢測到的小麥6a染色體上的控制粒寬及千粒重的qtl位點相吻合,通過比較定位結果進一步證明了tagw2-6a對小麥粒寬及千粒重的調控功能。
4、盡管目前已經定位了如此大量的與小麥粒重相關的qtl。但是,由于絕大多數與粒重相關qtl的表型貢獻率較小,且在不同年限及環(huán)境間重復性差,所以這些qtl難以應用于小麥粒重的遺傳改良。
技術實現思路
1、本發(fā)明要解決的技術問題是提供小麥粒重相關的snp-546位點及其應用。
2、為解決上述技術問題,本發(fā)明所采取的技術方案如下。
3、一種與小麥粒重相關的snp位點,所述的snp位點對應于seq?id?no.1所示序列自5’末端第546位堿基,該位點為a/a純合時,相對應的基因型是甲;該位點為g/g純合時,相對應的基因型是乙;所述甲基因型小麥粒重大于或候選大于乙基因型小麥粒重。
4、另一方面,本發(fā)明還包括一種鑒別或輔助鑒別小麥粒重性狀的試劑或試劑盒,該試劑或試劑盒用于檢測所述的snp位點,所述基因檢測試劑盒當中包含與所述snp位點對應的pcr擴增特異引物組合和酶切組件,以及模板dna、緩沖液、dntps其他基因檢測必要組件。
5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案,該試劑或試劑盒pcr擴增的目標dna片段設計為seq?id?no.1中5’末端第521-622bp。
6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案,所述pcr擴增特異引物組合包括:seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對1f和1r,seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對2f和2r。
7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案,所述酶切組件為限制性內切酶kpni。
8、另一方面,本發(fā)明還包括一種引物組合,用于檢測小麥基因組中如下snp位點的單核苷酸多態(tài)性,所述的snp位點對應于seq?id?no.1所示序列自5’末端第546位堿基,該位點為a/a純合時,相對應的基因型是甲;該位點為g/g純合時,相對應的基因型是乙;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1f和1r,seq?id?no.4和seq?idno.5組成的引物對2f和2r;此引物組合用于檢測權利要求1所述的snp位點。
9、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,對待測小麥基因組dna中任意一段包含權利要求1所述snp位點在內的dna片段進行pcr擴增,并將該pcr擴增產物進行酶切鑒定;所述pcr擴增的dna片段為seq?id?no.1中5’末端521-622bp;所述pcr擴增的特異性引物對為seq?id?no.2和seq?id?no.3組成的引物對1f和1r,seq?id?no.4和seq?id?no.5組成的引物對2f和2r;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為引物對擴增得到pcr產物;將此pcr產物稀釋20至50倍,以其做為模板,以引物2f和2r為引物對擴增得到pcr產物;用限制性內切酶kpni酶切pcr產物;若pcr產物能被切開,則該核苷酸多態(tài)性位點為a/a,基因型為甲;若pcr產物不能被切開,則該核苷酸多態(tài)性位點為g/g,基因型為乙;所述甲基因型小麥粒重大于或候選大于乙基因型小麥粒重。
10、最后一方面,本發(fā)明還包括所述的snp位點在鑒定或輔助鑒定小麥粒重性狀中的應用。
11、采用上述技術方案所產生的有益效果在于:本發(fā)明課題組通過對小麥自然變異群體基因的遺傳變異分析,發(fā)現有編碼區(qū)有4個snp,分別對應于序列表1自5’端第199位、第546位、第674位、第840位;其中第546snp具有主效性和穩(wěn)定性。通過對第546snp位點設計dcaps標記,發(fā)現該snp存在兩種基因型:基因型甲(a)、基因型乙(g)。通過關聯(lián)分析證明,這兩種基因型的純合類型中,千粒重大小為:基因型甲純合的小麥>基因型乙純合的小麥。本發(fā)明還提供了檢測所述snp的dcaps標記。實驗證明,通過檢測所述該snp,即可找到千粒重較高的小麥。本發(fā)明為小麥的分子標記輔助選擇育種提供了一個新方法,在培育高產小麥品種的農業(yè)實踐和/或相關科學研究中均具有重要意義。