高粱SbSOS1基因的SNP分子标记及应用

本发明涉及分子生物中一种与高粱地上部分干重相关的分子标记及其应用，具体涉及高粱sbsos1基因的snp分子标记及其应用。

背景技术：

1、盐胁迫是世界范围内一个日益严重的环境问题，全球约有10亿hm2的耕地受到盐碱化的不同影响。盐胁迫是影响作物生长、分布和生产的关键因素，主要影响一些细胞内过程，如光合作用、离子平衡、蛋白质和脂质合成，以及激素和代谢失衡。这些由盐分引起的有害影响最终导致作物产量的降低。盐胁迫作为一类重要的非生物胁迫，严重制约了农业的可持续发展。

2、高粱(sorghum bicolor)又叫蜀黍，为禾本科高粱属一年生草本植物，是世界五大谷物作物之一，属于c4作物，广泛种植于干旱、半干旱热带、亚热带和温带地区。全球范围内，高粱被用于动物饲料、饲料以及糖浆和生物乙醇等高价值产品。高粱作为一种重要的粮食兼经济作物，具有较强的抗旱、耐涝和耐盐碱等特性，其中，甜高粱被认为是最具有耐盐碱品种开发潜力的c4饲用作物之一。高粱作为一种粮食、饲草和能源作物备受关注。尤其是目前我国草牧业发展对饲草需求的不断增加,使得产量高、含糖量高、营养丰富的饲草甜高粱受到越来越多的关注,它也被广泛认为是具有发展潜力的新型饲草作物。

3、kasp(kompetitive allele-specific pcr，竞争性等位基因特异性pcr)通过荧光探针特异性识别基因位点达到基因分型的效果，可用于检测snp位点和indel位点。与ssr、rflp、indel等分子标记相比，kasp标记具有检测快速，成本低，易于规模化应用等特点。kasp标记不需要根据dna片段大小进行分型，能够摆脱传统凝胶电泳检测方法的步骤相对繁琐，低通量的缺点，适用于高通量分子检测平台。因此，研究调控地上部分干重的基因，获得与地上部分干重基因紧密连锁的kasp分子标记，对高粱地上部分干重主效基因位点进行定位和检测，有效调控高粱的地上部分干重类型，选育预期地上部分干重类型的高粱新品种，对于提高我国高粱的育种效率和育种水平具有重要应用价值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何鉴定或辅助鉴定高粱的地上部分干重性状或如何进行高粱育种。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重的方法。

3、本发明提供的鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重的方法，包括检测待测高粱中snp的基因型，根据基因型鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重：所述基因型cc的高粱的地上部分干重高于或候选高于基因型gg的高粱。

4、所述snp是高粱基因组的一个snp，为序列表中seq id no.1的第880位核苷酸，其为c或g；所述cc是序列表中seq id no.1的第880位核苷酸为c的纯合型，所述gg是序列表中seq id no.1的第880位核苷酸为g的纯合型。

5、本发明还提供了一种高粱育种的方法，包括检测高粱基因组中snp的多态性或基因型，选择基因型为基因型cc的高粱为亲本进行育种。

6、上述鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重的方法在高粱育种中的应用也属于本发明的保护范围。

7、本发明还提供了检测高粱地上部分干重分子标记的物质在检测或辅助检测高粱地上部分干重性状中的应用，所述应用为下述p1或q1：

8、所述p1为检测snp的多态性或基因型的物质在鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重中的应用。所述snp是高粱基因组的一个snp，为序列表中seq id no.1的第880位核苷酸，其为c或g。

9、上述snp单核苷酸多态性位点位于高粱基因组(btx623(v3.1)高粱基因组序列信息)第8号染色体上的sbsos1基因中，所述sbsos1基因位于高粱第8号染色体第62626697-62654054位，与高粱地上部分干重相关，其核苷酸序列为序列表中seq id no.1所示dna分子。

10、所述q1为检测snp的多态性或基因型的物质在制备鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重产品中的应用；所述snp是高粱基因组的一个snp，为序列表中seq id no.1的第880位核苷酸，其为c或g。

11、本发明还提供了一种检测snp的多态性或基因型的物质在高粱育种或制备高粱育种产品中的应用，所述snp是高粱基因组的一个snp，为序列表中seq id no.1的第880位核苷酸，其为c或g。

12、所述高粱地上部分干重可为高粱成熟期地上部分干重。所述高粱可为高粱自交系。所述snp的基因型(即等位基因)可为基因型cc、基因型gg或基因型cg，基因型cc是snp为c的纯合型；基因型gg是snp为g的纯合型；基因型cg是snp为c和g的杂合型。snp的基因型为基因型cc的高粱(如高粱自交系)的地上部分干重高于或候选高于基因型gg的高粱。

13、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种产品，所述产品含有上述检测高粱基因组snp的多态性或基因型的物质，且可为下述g1)-g3)中的任一种：

14、g1)检测高粱地上部分干重相关的单核苷酸多态性或基因型的产品；

15、g2)鉴定或辅助鉴定高粱地上部分干重的产品；

16、g3)用于高粱育种的产品。

17、上文所述待测高粱为高粱自交系，选择高粱自交系作为亲本进行育种。

18、上文所述高粱育种为培育地上部分干重较高的高粱品种。

19、上文所述高粱地上部分干重具体可为高粱成熟期的地上部分干重。

20、上述应用、方法中，所述检测snp的多态性或基因型的物质，可为通过下述至少一种方法确定上述高粱基因组中snp位点的核苷酸种类：dna测序、限制性酶切片段长度多态性、单链构象多态性、变性高效液相色谱和snp芯片。其中，snp芯片包括基于核酸杂交反应的芯片、基于单碱基延伸反应的芯片、基于等位基因特异性引物延伸反应的芯片、基于“一步法”反应的芯片、基于引物连接反应的芯片、基于限制性内切酶反应的芯片、基于蛋白dna结合反应的芯片，及基于荧光分子dna结合反应的芯片。

21、上述应用、方法或产品中，所述检测snp的多态性或基因型的物质，可为如下d1)、d2)或d3):

22、d1)含有扩增包括所述snp位点在内的高粱基因组dna片段的体外核酸扩增引物；

23、d2)含有d1)所述pcr引物的体外核酸扩增试剂；

24、d3)含有d1)所述pcr引物或d2)所述体外核酸扩增试剂的试剂盒。

25、所述体外核酸扩增可为聚合酶链式反应(pcr)、链替代扩增(sda)、连接酶链式反应(lcr)和依赖核酸序列的扩增(nasba)、滚环核酸扩增(rca)、环介导等温扩增(lamp)、依赖解旋酶的等温扩增技术(hda)或qβ复制。

26、上述体外核酸扩增引物为f1-1、f1-2：

27、f1-1、由序列表中seq id no.2所示的单链dna、序列表中seq id no.3所示的单链dna和序列表中seq id no.4所示的单链dna组成的引物组；

28、f1-2、由核苷酸序列是序列表中seq id no.2的第22-41位的单链dna、核苷酸序列是序列表中seq id no.3的第22-41位的单链dna和序列表中seq id no.4所示的单链dna组成的引物组。

29、上述应用和方法中，所述体外核酸扩增引物可被标记物标记也可不被标记物标记。所述标记物指可用于提供可检测的效果且可以连接至核酸的任何原子或分子。标记物包括但不限于染料；放射性标记，诸如32p；结合部分，诸如生物素(biotin)；半抗原，诸如地高辛(dig)；发光、发磷光或发荧光部分；和单独的荧光染料或与可以通过荧光共振能量转移(fret)抑制或移动发射光谱的部分组合的荧光染料。标记可以提供可通过荧光、放射性、比色、重量测定、x射线衍射或吸收、磁性、酶活性等检测的信号。标记可以是带电荷的部分(正电荷或负电荷)或可选地，可以是电荷中性的。标记可以包括核酸或蛋白序列或由其组合，只要包含标记的序列是可检测的。在一些实施方案中，核酸在没有标记的情况下直接检测(例如，直接读取序列)。

30、上述应用和方法中，所述产品可为试剂或试剂盒或系统，所述系统可包括试剂或试剂盒、仪器和分析软件的组合产品，如由pcr引物、parms master mix试剂、酶标仪和在线软件snp decoder(http://www.snpway.com/snpdecoder01/)组成的产品，由pcr引物、parms master mix试剂、在线软件snp decoder和荧光定量pcr仪组成的组合产品。所述产品可包括上述检测高粱基因组中snp的多态性或基因型的物质。

31、上述应用、方法中，所述地上部分干重高的高粱品种中的地上部分干重是相对于杂交亲本高粱而言。如果两个杂交亲本高粱的地上部分干重相同，所述地上部分干重高的高粱品种的地上部分干重可等于或高于杂交亲本高粱的地上部分干重；如果两个杂交亲本高粱的地上部分干重不相同，所述地上部分干重高的高粱品种的地上部分干重可等于或高于两个杂交亲本高粱中地上部分干重较高的杂交亲本高粱。

32、本发明的实施例中，通过对高粱自交系关联群体中sbsos1基因的遗传变异分析，发现1个snp，snp位于高粱基因组中与地上部分干重相关的基因sbsos1基因中，即序列表seq id no.1的第880位。通过实验证明，snp的基因型为基因型cc的高粱的地上部分干重平均值显著高于或候选高于基因型gg的高粱。68.05％的基因型为cc高粱中地上部分干重均高于0.12kg，55.84％的基因型为gg高粱品种地上部分干重均低于0.12kg。本发明的snp分子标记可用于高粱地上部分干重的早期预测和筛选，也可用于高粱分子标记辅助选择育种和高地上部分干重高粱品种的选育。