小麦籽粒品质性状相关基因TaPrp-3A分子标记及应用

本发明属于植物生物工程，具体涉及小麦品质相关基因taprp-3a分子标记及应用。

背景技术：

1、小麦(triticum aestivum l.)是我国最主要的粮食作物之一，提供了全球人类饮食中约20％的能量、蛋白质和膳食纤维。我国是一个人口大国，小麦育种及生产更加注重产量的提高，但随着人民生活水平的日益提升，对小麦品质的要求越来越高。因此，小麦育种的一个重要目标就是在相对高产的条件下改善品质性状。小麦籽粒蛋白含量(grainprotein content，gpc)、湿面筋含量(wet gluten content，wgc)和淀粉含量(starchcontent，sc)等籽粒品质性状对小麦营养价值和食品制作均具有重要的影响，是决定小麦经济价值的关键因素。

2、小麦丰富的遗传变异对小麦的遗传改良至关重要。研究表明，遗传对品质具有决定性作用，例如高蛋白量的小麦品种一般在不同环境下均比其他品种小麦具有更高的蛋白含量。目前传统作物育种效率低、育种周期长，已不能完全满足当前农业生产对优良品种的需求。基因组学技术的最新研究进展为现代作物遗传改良提供了另一育种策略，通过在育种过程中确定所需基因的单倍型组合来辅助育种，可显著提高作物育种过程中的准确性和效率。同时，单倍型分析使植物育种者能够最大限度地利用关键基因/位点的遗传变异，而且还可以通过多个环境数据进行功能验证。因此，可以通过在育种计划中跟踪和标记已验证单倍型的序列变异，聚合优异单倍型这一方法获得理想品种。近年来，一些与作物品质性状相关的基因单倍型，如gbss、ssiia、rsr1、osnas3、waxy、gs5、glu-d1等，已在作物育种中进行了开发与应用。

3、综上所述，小麦籽粒品质性状是由多基因控制的复杂数量性状，遗传基础复杂，受遗传和环境因子共同影响，因此，开发与小麦籽粒品质性状相关的分子标记，将具有重要的科研价值和广阔的应用前景。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明提供了小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记及应用。为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

2、1、小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记采用如下两组引物进行鉴定：kasp-taprp-3a-f1：5’-gaaggtcggagtcaacggattgccctttagagcggttacag-3’和kasp-taprp-3a-r：5’-tttttggtgttggtcacgg-3’；kasp-taprp-3a-f2：5’-gaaggtgaccaagttcatgctgccctttagagcggttacac-3’和kasp-taprp-3a-r：5’-tttttggtgttggtcacgg-3’。

3、2、如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记包括：如序列表seq id no.2所示的cc型，其第20为c；如序列表seq id no.3所示的gg型，其第20为g。

4、3、如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记为taprp-3a(traescs3a02g092900)基因启动子区域距离起始密码子382bp处的snp变异位点，可分为cc和gg型两种不同的单倍型。

5、4、如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记的获得方法，其特征在于所述方法具体如下：(1)提取小麦dna，(2)snp位点检测，(3)数据分析。

6、5、如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记在辅助育种中的应用，其特征在于所述应用采用如下方法实现：

7、(1)对小麦自然群体后代提取dna，采用权利要求1所述引物扩增，对产物进行基因分型；(2)通过检测扩增产物的荧光信号确定基因型，若所述产物仅显示如序列表seq idno.2所示dna分子5′端连接荧光标签的颜色，则所述待测小麦snp标记的基因型为cc；若所述产物仅显示如序列表seq id no.3所示dna分子5′端连接荧光标签的颜色，则所述待测小麦snp标记的基因型为gg；

8、(3)鉴定基因型为cc型的后代为高籽粒蛋白含量、高湿面筋含量和低淀粉含量品系。有益效果：本申请针对基因taprp-3a启动子区的snp位点开发了kasp标记，在279份我国不同生态区的小麦种质资源材料进行基因分型和表型关联分析。结果显示，kasp-taprp-3a标记可将不同品种小麦分为2种基因型：cc、gg。结合表型数据，对不同基因型的材料进行关联分析，发现携带cc基因型的小麦材料籽粒蛋白含量和湿面筋含量显著高于携带gg基因型的材料，淀粉含量低于携带gg基因型的材料。表明基因型cc对小麦籽粒蛋白含量和湿面筋含量有正向作用，基因型gg对小麦淀粉含量有正向作用。在育种过程中,有利突变等位基因的聚合可以改善作物的相关品质性状，所以本专利提供的kasp-taprp-3a分子标记可高效检测和追踪小麦品种/品系中的taprp-3a基因，为改善小麦品质相关性状和小麦优质分子育种提供技术支持。

技术特征：

1.小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记采用如下两组引物进行鉴定：kasp-taprp-3a-f1：5’-gaaggtcggagtcaacggattgccctttagagcggttacag-3’和kasp-taprp-3a-r：5’-tttttggtgttggtcacgg-3’；kasp-taprp-3a-f2：5’-gaaggtgaccaagttcatgctgccctttagagcggttacac-3’和kasp-taprp-3a-r：5’-tttttggtgttggtcacgg-3’。

2.如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记包括：如序列表seq id no.2所示的cc型，其第20为c；如序列表seq id no.3所示的gg型，其第20为g。

3.如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记，其特征在于所述分子标记为taprp-3a(traescs3a02g092900)基因启动子区域距离起始密码子382bp处的snp变异位点，可分为cc和gg型两种不同的单倍型。

4.如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记的获得方法，其特征在于所述方法具体如下：(1)提取小麦dna，(2)snp位点检测，(3)数据分析。

5.如权利要求1所述小麦籽粒品质性状相关基因taprp-3a分子标记在辅助育种中的应用，其特征在于所述应用采用如下方法实现：

技术总结
本发明涉及一个小麦籽粒品质性状相关的KASP标记及其应用。所述KASP分子标记位于小麦3A染色58607917～60607917bp控制小麦籽粒蛋白含量的MQTL，在58926867bp处检测到一个SNP位点(C/G)，即基因TaPrp‑3A启动子区距离起始密码子382bp处。本发明为高蛋白含量小麦的筛选提供了一种高效、简便、可靠的参考标记。可用于鉴定小麦品种/品系中是否存在TaPrp‑3A优异等位基因，以及在辅助选择育种及与其已知小麦籽粒品质相关基因聚合应用。

技术研发人员：杨德龙,陈涛,张沛沛,李娜,马靖福,车卓,田甜,王鹏
受保护的技术使用者：甘肃农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24