一种鉴定棉花花药颜色性状的分子标记组合及方法和应用

本发明属于植物分子生物学，特别涉及一种鉴定棉花花药颜色性状的分子标记组合及方法和应用。

背景技术：

1、棉花是世界性的重要经济作物，是纺织工业天然纤维的主要来源，也是重要的食用油和蛋白来源。棉花产量、品质等性状的改良是育种工作者的主要目标。因棉花的花色彩鲜艳，同时具有丰富的株型(lu et al.,2022(https://doi.org/10.3389/fpls.2022.914206)；wang et al.,2023(https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.10.007))、叶形(hu et al.,2022)和叶色(gao et al.,2013(https://doi.org/10.1371/journal.pone.0077891)；shao et al.,2021(https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2021.110827))变化，使棉花也具有一定的观赏价值，棉花已经成为集纤维、食品和观赏价值于一身的重要经济作物。

2、花药是雄蕊的重要组成部位，花药囊是产生花粉的构造，花粉的顺利产生植物才能进行有性生殖。陆地棉花药颜色多为白色，海岛棉花药颜色为黄色，一些野生棉的花药颜色也多为黄色。已有研究报道，花药颜色形成多与花色素苷、类胡萝卜素等类黄酮物质有关，花药的色素积累程度与植物的光合速率及耐逆性有关(laikova et al.,2005(https://doi.org/10.1007/s11177-005-0216-4))。同时，鲜艳的颜色有助于昆虫授粉(ison et al.,2019(https://doi.org/10.1093/aob/mcy211))，提高杂交制种过程中基于昆虫授粉的结实率，降低制种成本，提高制种效率。因此，花药颜色性状的研究对观赏型棉花新品种选育、棉花杂交制种等都具有重要意义。研究也为棉花品种的遗传进化及重要观赏性状形成提供了一定的思路。

3、全基因组重测序(whole genome resequencing,wgrs)是对已知参考基因组序列的物种进行不同个体间的全基因组水平的测序，具有检测变异类型丰富、高性价比、应用广泛等优点。全基因组重测序的个体，通过序列比对，可以找到大量的单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,snp)，插入缺失位点(insertion/deletion，indel)和结构变异位点(structure variation，sv)等信息，从而应用于检测致病基因、遗传变异等众多领域。单核苷酸多态性主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的dna序列多态性。这种变异可由单个碱基的转换或颠倒所引起。snp在基因组内分布广泛，位于基因编码区内的非同义snp可导致基因功能的改变。由于snp的二态性，在基因组筛选中snps往往只需+/-的分析，而不用分析片段的长度，利于发展自动化技术筛选或检测snps。本发明的目的是开发用于检测棉花花药颜色性状基因位点的snp标记，并利用该标记组合在大量自然品种/系中进行检测验证，为棉花黄色花药性状的早期检测提供新方法，为棉花杂种优势利用和新品种选育提供实用标记。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种鉴定棉花花药颜色性状的snp标记组合，以及该snp标记组合在鉴定棉花花药颜色性状上的应用。

2、通过以下技术方案来实现上述目的：

3、本发明的第一目的在于提供一种鉴定棉花花药颜色性状的snp分子标记组合，所述snp分子标记组合包括三个snp分子标记位点，均位于棉花基因组的第a05号染色体上，具体为：

4、snp id no.1：第105079550位碱基的基因型为t或c；

5、snp id no.2：第105080001位碱基的基因型为c或t；

6、snp id no.3：第105080116位碱基的基因型为a或t。

7、本发明的第二目的在于提供一种上述snp分子标记组合在棉花分子标记辅助育种中的应用。

8、本发明的第三目的在于提供一种上述snp分子标记组合在选育棉花花药颜色品种中的应用。

9、作为上述技术方案的进一步改进，当snp id no.1、snp id no.2和snp id no.3分别为cta组合或tct组合时，棉花花药颜色为黄色；当snp id no.1、snp id no.2和snp idno.3为tca组合时，棉花花药颜色为白色。

10、作为上述技术方案的进一步改进，所述棉花的品种为海岛棉、亚洲棉，则snp idno.1、snp id no.2和snp id no.3为cta组合时，棉花花药颜色为黄色。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述棉花的品种为陆地棉，则snp id no.1、snpid no.2和snp id no.3为tct组合时，棉花花药颜色为黄色，snp id no.1、snp id no.2和snp id no.3为tca组合时，棉花花药颜色为白色。

12、本发明的第四目的在于提供一种鉴定棉花花药颜色性状的方法，包括以下步骤：

13、步骤s1、提取待检测棉花组织dna；

14、步骤s2、根据权利要求1所述snp分子标记组合设计特异性引物，以棉花组织dna为模板，利用设计的特异性引物进行pcr扩增；

15、步骤s3、检测snp分子标记位点的基因型，用于快速鉴别棉花花药颜色品种。

16、作为上述技术方案的进一步改进，所述特异性引物具体为：

17、snp id no.1p-上游引物：agtgcccataattgctcttccata；

18、snp id no.1p-下游引物：ttcgaggacaagtgagcgataaat；

19、snp id no.1p检测snpidno.1位点的snp核苷酸序列信息。

20、snp id no.2/3p-上游引物：ttcccattaccggaacactcatta；

21、snp id no.2/3p-下游引物：tgtctcaaactacgctcttggtat。

22、snp id no.2/3p引物可以同时检测snp id no.2和snp id no.3位点的snp核苷酸序列信息。

23、本发明的第五目的在于提供一种用于鉴定棉花花药颜色性状的snp标记引物，所述snp标记引物以上述snp分子标记组合所在位点及其上下游碱基组成的序列为目标序列设计，所述snp标记引物序列为：

24、snp id no.1p-上游引物：agtgcccataattgctcttccata；

25、snp id no.1p-下游引物：ttcgaggacaagtgagcgataaat；

26、snp id no.2/3p-上游引物：ttcccattaccggaacactcatta；

27、snp id no.2/3p-下游引物：tgtctcaaactacgctcttggtat。

28、本发明的第六目的在于提供一种用于检测棉花花药颜色性状的试剂盒，该试剂盒包含上述snp标记引物。

29、本发明的有益效果在于：

30、本发明利用第三代分子标记snp确定了不同颜色花药品种的基因型，实现了不同颜色花药品种的准确、快捷鉴别。本发明具有操作简单、结果准确、便于重复等特点，适用于筛选不同棉种花药颜色，鉴定具有潜在应用价值的优异位点及花药颜色分子标记辅助选择育种，具有广阔的应用前景。