小麦小穗数qtl连锁的ssr分子标记及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分子生物学及作物遗传育种领域，具体地说，涉及小麦小穗数QTL连锁 的SSR分子标记及其应用。
【背景技术】
[0002] 小麦是我国重要的粮食作物，常年中之面积在2000万公顷以上，约占粮食作物面 积的27%;总产量为1亿吨以上，约占粮食作物产量的22%。小麦产量是由单位面积穗数、每 穗粒数、粒重构成的。穗粒数是产量构成因素中最活跃的因素，可调节程度大，穗粒数的多 少由小穗数、分化的小花数、小花结实率决定。小穗数是形成小花数的前提，增加的小穗数 是提高穗粒数的基础。
[0003] 西藏半野生小麦是中国西藏特有的一种小麦资源（邵启全，李长森，巴桑次仁 (1980)西藏半野生小麦· Journal of Genetics\s&\sgenomics ·)。它与中国一般普通小麦 具有相同的AABBDD染色体构型，分布于雅鲁藏布江隆子河流域、澜沧江流域和察隅河流域 耕作粗放的农田里，与冬小麦混生，无野生群落。特殊的生长环境赋予了西藏半野生小麦特 殊的性状，如包壳、脆碎和休眠等特性，此外有的西藏半野生小麦还具有小穗数多、分蘖数 多等优良育种性状。西藏半野生小麦种蕴藏着待鉴定和发掘的宝贵基因资源，对其优良基 因资源的利用较普通小麦以外的其他资源更容易和快捷。
[0004] 分子标记辅助育种，不依赖于表型选择，即不受环境、基因互作、基因与环境互作 等因素的影响，而是直接对基因型进行选择，因而能大大提高育种效率。简单重复序列 (simple sequence repeats，SSR)是一类广泛存在于基因组上的、由几个核苷酸重复单位 组成的串联重复序列。由于其在基因组上的大量分布，多态性高，且操作技术简单，费用低 廉，在分子辅助育种的已被广泛使用。多样性微阵列技术(Diversity arrays technology， DArT)被成功应用于很多植物研究中，该技术以微阵列芯片杂交技术为基础，一个阵列可同 时检测分布在基因组中的几百个多态性位点。
[0005] 此前有学者对小穗数进行了 QTL定位，发现与之相关的QTL在小麦中广泛存在，且 含有该类QTL的染色体数量很多，包括1A，ID，2A，2D，3A，4A，4B，4D，5A，5B，6A，6D，7A，7B和7D 等。
[0006] 然而目前与小麦小穗数性状相关可用于实际分子育种的紧密连锁的分子标记却 并不多。因此研究获得有关小穗数的QTL或基因，利用分子生物学技术，增加小穗数，进而增 加穗粒数，最终达到选育增产小麦新品种的目的，在小麦育种工作中意义重大。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供小麦小穗数QTL连锁的SSR分子标记及其应用。
[0008] 为了实现本发明目的，本发明以西藏半野生小麦Q1028为母本，以小麦品种郑麦 9023为父本杂交，得到杂种FI，F1代单株自交获得F2，在F2随机选取186个单株，进行自交， 分别收获单株，下一年继续自交，如此重复直到F8代，获得含有186个系的重组自交系，构成 遗传作图群体。对重组自交系群体毛颖特性表型鉴定，提取亲本Q1028、郑麦9023和重组自 交系群体植株DNA，DArT分析多态性位点，筛选亲本之间多态性SSR标记，重组自交系群体 SSR分析。根据SSR标记和DArT标记，利用JoinMap4.0构建遗传图谱。以LOD值3-10依次构建 连锁群，寻找最优的标记数和标记顺序，确定连锁群及顺序。然后用911(^1^??1即3.2中 的完备区间作图法（Inclusive Composite Interval Mapping-ADD，ICIM_ADD)，设置阀值 LOD 2 2.5的条件下，检测QTL。最终在小麦3D染色体长臂上检测到小穗数QTL，且该QTL与标 记gdm8紧密遗传。
[0009]本发明提供的小麦小穗数QTL连锁的SSR分子标记，所述分子标记为gdm8,扩增该 分子标记的引物如SEQ ID No: 1和2所示，在多小穗数性状的小麦种质品系中，该引物可扩 增出大小为160bp和180bp的DNA片段，分子标记gdm8与小麦小穗数QTL位于小麦3D染色体长 臂上，该标记与QTL之间的遗传距离为OcM，紧密连锁。
[00?0]本发明还提供所述的分子标记gdm8在鉴定小麦小穗数QTL QSns. sau. 3D中的应 用。本发明的小穗数QTL QSns. sau. 3D来自西藏半野生小麦Q1028，该QTL位于小麦3D染色体 长臂顶端(图1 )，表现为小穗数较多。
[0011] 前述的应用，包括如下步骤：
[0012] 1)提取待测植株的基因组DNA;
[0013] 2)以待测植株的基因组DNA为模板，利用扩增分子标记gdm8的引物，进行PCR扩增 反应；
[0014] 3)检测PCR扩增产物，如果能够扩增出与Q1028相同的片段，即扩增出大小为160bp 和180bp的DNA片段，则待测植株为含有QSns. sau. 3D的植株。
[0015] 本发明还提供所述的分子标记gdm8在筛选或鉴定多小穗数性状的小麦种质资源 (例如Q1028及其杂交后代）中的应用。
[0016]前述的应用，包括如下步骤：
[0017] 1)提取待测植株的基因组DNA;
[0018] 2)以待测植株的基因组DNA为模板，利用扩增分子标记gdm8的引物，进行PCR扩增 反应；
[0019] 3)检测PCR扩增产物，如果能够扩增出大小为160bp和180bp的DNA片段，则待测植 株为具有多小穗数性状的小麦资源。
[0020] PCR扩增体系：5yL 10XPCR反应缓冲液，1.5U Ex Taq DNA聚合酶，2mM MgCl2， 0.2mM dNTP，上、下游引物各150ng，模板DNAlOOng，双蒸水加至总量为50yL。
[0021] PCR 程序：94°C 预变性 5min;94°C 变性 30s、55°C 退火 45s、72°C 延伸 30s，共 35 个循 环；72°C 延伸 5min。
[0022] 步骤3)中采用6 %变性聚丙烯酰胺凝胶(Acr: Bis = 19:1)电泳检测PCR扩增产物， 电泳分离，电极缓冲液为1 X TBE，恒定功率80W，电压2000V;然后银染显色。
[0023] 本发明还提供用于鉴定多小穗数性状的小麦种质资源的PCR检测试剂盒，所述检 测试剂盒包含扩增所述分子标记gdm8的引物。
[0024] 本发明进一步提供所述分子标记gdm8在小麦分子标记辅助育种中的应用。
[0025] 本发明公开了位于小麦3D染色体上的与小麦小穗数连锁的分子标记gdm8,该分子 标记是小麦3D染色体长臂上小穗数QTL QSns. sau. 3D的侧翼标记(共显性标记），连锁度高。 该标记可用来检测小麦3D染色体上的小穗数QTL，快速筛选具有该位点的植株，进而方便进 行高产小麦的分子辅助育种。本发明提供的分子标记gdm8与小麦3D上的小穗数QTL QSns. sau. 3D紧密连锁，可用来对小麦小穗数这一性状进行定位，从而在育种过程中淘汰小 穗数较少的植株，提高育种工作效率，并为小麦小穗数基因的研究提供基础。
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例1中小麦小穗数QSns. sau. 3D在3D染色体上的定位。
[0027]图2为本发明实施例1中西藏半野生小麦Q1028 X郑麦9023的重组自交系株系植株 分子标记gdm8检测的电泳图谱;其中，2和3分别为Q1028和郑麦9023,4、6、8、9、10、11为有较 多小穗数的株系，5、7为较少小穗数株系；1和12为DNA分子量标准。
[0028]图3为本发明实施例2中西藏半野生小麦Q1028X普通小麦品系99E18的重组自交 系株系植株分子标记gdm8检测的电泳图谱;其中，2和3分别为Q1028和99E18;4-11为株系材 料;1和12为DNA分子量标准。
【具体实施方式】
[0029]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例 均按照常规实验条件，如Sambrook等分子克隆实验手册（Sambrook J&Russell DW， Molecular cloning:a laboratory manu