小麦粒重基因5B基因组序列SNP的挖掘和KASP分子标记的开发和应用

本发明属于生物，涉及小麦粒重基因5b基因组序列snp的挖掘和kasp 分子标记的开发和应用。

背景技术：

1、小麦是世界上广泛种植的禾本科植物，全世界约40％的人口以小麦为主要食粮。小麦产量是直接影响人民生活水平高低和国家粮食安全与否的重要因素。提高小麦产量、使其高产稳产一直以来是小麦育种家们长期追求的主要目标。因此，利用分子生物学技术挖掘千粒重相关基因，研究其生物学功能和调控机制，并以此开发功能性分子标记，为小麦分子标记辅助育种提供重要参考基因资源，对加速我国小麦育种进程、提高我国小麦产量方面具有重要的科学意义和实际应用价值。

2、千粒重是小麦产量的三大要素之一，具有80％以上的稳定遗传力。因此，在生产和育种实践中，千粒重常被用作为衡量籽粒大小的指标，主要由粒型性状指标，如粒长、粒宽和粒厚等影响要素构成并与产量呈显著正相关关系。目前，在禾本科模式植物水稻中，已经克隆到多个粒重相关的基因。这些基因大多参与了细胞的扩张与分裂，主要通过以下途径发挥作用：通过参与蛋白酶的泛素化途径，通过参与g蛋白的信号途径，通过参与激素的调节等不同的生理生化途径。而在小麦的粒重研究领域中，由于小麦巨大与复杂的基因组结构，虽然有大量粒重相关的qtl被发现，但是通过图位克隆的方法直接分离小麦单个粒重基因的例子仍很少。另一方面，近年来，基于禾本科作物基因组水平具有较好的共线性这一特性所发展的比较基因组学为小麦重要基因的克隆提供理论基础。已报道的通过该方法分离的小麦粒型/粒重基因包括：泛素降解途径的tagw2基因，泛素途径的da1基因，小麦淀粉合成途径的关键基因tasus2，osgs5 在小麦中的同源基因tags-d1，和tags5基因等。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供小麦粒重基因5b基因组序列snp的挖掘和kasp分子标记的开发和应用。

2、本发明提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：

3、以待测小麦的基因组dna为模板，采用特异引物组甲进行kasp扩增并获得基因分型结果，基因分型结果为aa基因型、gg基因型或ag基因型；

4、aa基因型小麦的籽粒性状优于gg基因型小麦。

5、本发明还提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：

6、以待测小麦的基因组dna为模板，采用特异引物组乙进行kasp扩增并获得基因分型结果，基因分型结果为gg基因型、cc基因型或gc基因型；

7、gg基因型小麦的籽粒性状优于cc基因型小麦。

8、本发明还提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组dna中基于snp883位点的基因型为aa基因型、gg基因型还是ag 基因型；aa基因型小麦的籽粒性状优于gg基因型小麦；所述snp883位点为序列表的序列6中第41位核苷酸，为a或g。

9、本发明还提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组dna中基于snp1672位点的基因型为gg基因型、cc基因型还是gc 基因型；gg基因型小麦的籽粒性状优于cc基因型小麦；所述snp1672位点为序列表的序列10中第39位核苷酸，为g或c。

10、本发明还保护特异引物组甲。

11、本发明还保护特异引物组乙。

12、本发明还保护特异引物组甲和/或特异引物组乙在鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状中的应用。

13、本发明还保护一种用于鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的试剂盒，包括特异引物组甲和/或特异引物组乙。

14、本发明还保护以上任一所述的方法在小麦育种中的应用。所述小麦育种的育种目标为选育具有不同籽粒性状的小麦。所述小麦育种的育种目标为选育籽粒性状优的小麦。

15、本发明还保护特异引物组甲或特异引物组乙或所述试剂盒在小麦育种中的应用。所述小麦育种的育种目标为选育具有不同籽粒性状的小麦。所述小麦育种的育种目标为选育籽粒性状优的小麦。

16、以上任一所述特异引物组甲，由引物883f1、引物883f2和引物883c组成；所述引物883f1为序列表的序列3所示的单链dna分子；所述引物883f2为序列表的序列 4所示的单链dna分子；所述引物883c为序列表的序列5所示的单链dna分子。

17、以上任一所述特异引物组乙，由引物1672f1、引物1672f2和引物1672c组成；所述引物1672f1为序列表的序列7所示的单链dna分子；所述引物1672f2为序列表的序列8所示的单链dna分子；所述引物1672c为序列表的序列9所示的单链dna分子。

18、以上任一所述籽粒性状为粒重和/或粒长和/或粒宽和/或粒厚。

19、籽粒性状优体现为：粒重高和/或粒长长和/或粒宽宽和/或粒厚厚。

20、所述粒重具体可为千粒重。

21、kasp：竞争性等位基因特异性pcr(kompetitive allele specific pcr)。

22、kasp扩增的反应体系可为(5μl)：2.4μl模板dna(dna总含量为50ng)，mgcl2水溶液0.04μl，2×master mix 2.4μl，kasp引物组甲0.06μl，ddh2o 0.1μl。pcr反应体系中，镁离子的终浓度为0.2mm，引物883f1和引物883f2的终浓度均为12μm，引物883c的终浓度为30μm。

23、kasp扩增的反应体系可为(5μl)：2.4μl模板dna(dna总含量为50ng)，mgcl2水溶液0.04μl，2×master mix 2.4μl，kasp引物组乙0.06μl，ddh2o 0.1μl。pcr反应体系中，镁离子的终浓度为0.2mm，引物1672f1和引物1672f2的终浓度均为12μm，引物1672c的终浓度为30μm。

24、kasp扩增的反应条件可为：94℃15min；95℃20s，退火20s(第一个循环的退火温度为65℃，每个循环比上一个循环的退火温度降低1℃)，10个循环；95℃20s、 57℃20s，30个循环。

25、kasp扩增在abi公司生产的quantstudio 7仪器上运行，自动输出基因分型结果。

26、本发明在小麦5b染色体上，发现了两个snp变异位点，该两个snp为紧密连锁的状态。在我国小麦微核心种质中，利用标记/性状关联分析发现，两个snp与小麦籽粒性状相关。此外，该优异等位变异在我国小麦育种过程中受到了强烈的选择。根据两个snp，发明人进一步开发了两个kasp引物组。本发明提供的方法利用kasp扩增进行基因分型，然后用于辅助鉴定小麦籽粒性状，具有检测快捷、方便、准确的优势，本发明在提高小麦粒重的分子标记辅助选择和分子设计育种中具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：

2.一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：

3.一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组dna中基于snp883位点的基因型为aa基因型、gg基因型还是ag基因型；aa基因型小麦的籽粒性状优于gg基因型小麦；所述snp883位点为序列表的序列6中第41位核苷酸。

4.一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组dna中基于snp1672位点的基因型为gg基因型、cc基因型还是gc基因型；gg基因型小麦的籽粒性状优于cc基因型小麦；所述snp1672位点为序列表的序列10中第39位核苷酸。

5.特异引物组甲，由引物883f1、引物883f2和引物883c组成；所述引物883f1为序列表的序列3所示的单链dna分子；所述引物883f2为序列表的序列4所示的单链dna分子；所述引物883c为序列表的序列5所示的单链dna分子。

6.特异引物组乙，由引物1672f1、引物1672f2和引物1672c组成；所述引物1672f1为序列表的序列7所示的单链dna分子；所述引物1672f2为序列表的序列8所示的单链dna分子；所述引物1672c为序列表的序列9所示的单链dna分子。

7.权利要求5所述特异引物组甲和/或权利要求6所述特异引物组乙在鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状中的应用。

8.一种用于鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的试剂盒，包括权利要求5所述特异引物组甲和/或权利要求6所述特异引物组乙。

9.权利要求1或2或3或4所述的方法在小麦育种中的应用。

10.权利要求5所述特异引物组甲或权利要求6所述特异引物组乙或权利要求8所述的试剂盒在小麦育种中的应用。

技术总结
本发明公开了小麦粒重基因5B基因组序列SNP的挖掘和KASP分子标记的开发和应用。本发明提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组DNA中基于SNP883位点的基因型为AA基因型、GG基因型还是AG基因型；AA基因型小麦的籽粒性状优于GG基因型小麦。本发明还提供了一种鉴定或辅助鉴定小麦籽粒性状的方法，包括如下步骤：检测待测小麦的基因组DNA中基于SNP1672位点的基因型为GG基因型、CC基因型还是GC基因型；GG基因型小麦的籽粒性状优于CC基因型小麦。本发明在提高小麦粒重的分子标记辅助选择和分子设计育种中具有较好的应用前景。

技术研发人员：刘红霞,司雪梅,肖艾布·乌尔万·拉赫曼,张学勇
受保护的技术使用者：中国农业科学院作物科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13