小麦单株穗数相关的SNP-498位点及其应用

本发明涉及分子生物，尤其是小麦单株穗数相关的snp-498位点及其应用。

背景技术：

1、小麦作为世界上主要的粮食作物之一，小麦产量的提高和品质的改善对全世界的粮食安全具有非常重要的意义。穗数是产量构成的三因素之一，开展小麦成穗数研究，对高产育种及种质资源创制具有重要意义。因此，发掘控制小麦单株穗数qtl(quantitativetrait loci)区段及其优异等位变异，对小麦不同分蘖性状的qtl定位分析对了解产量形成和产量分子育种具有重要意义。

2、目前，前人利用不同的遗传分离群体对穗数的遗传机制进行了分析,定位了许多与穗数相关的qtls。万家乐等人(2021)以安农859/武农988的135份dh群体为研究材料，分别测定两年五个环境下单株穗数表型值，并基于dh群体的55k芯片数据进行单株穗数qtl分析，开发caps分子标记。结果表明，在1b、1d、2a、3d、4a、4b、4d、6a、7d等染色体上共检测到21个与单株穗数相关的qtl，其中，位于4b染色体上的qsn-ahau-4b.2在5个环境下均被检测到，侧翼标记为ax-95004669-ax-109580651,物理区间为2.65mb,可解释16.92％～49.98％表现变异，加性效应为1.32～3.69个穗数，增效等位基因来自安农859,是一个主效、稳定的qtl。

3、杨林等人(2013)中国春(母本)和兰考大粒(父本)杂交获得的f2群体为作图群体,构建了含169个分子标记的遗传连锁图谱。将f2:3家系分别种植于陕西乾县、岐山和杨凌三地,利用完备区间作图方法对小麦冬前分蘖、春季分蘖和单株穗数进行多环境联合qtl分析,共检测到21个相关的加性qtl位点。其中,6个冬前分蘖qtl位于2a、2d、5d和7a染色体上，单个qtl可解释1.38％～6.73％的表型变异；7个春季分蘖qtl位于1a、2d、4b、5d、7a和7d染色体上,单个qtl可解释1.97％～2.60％的表型变异；8个单株穗数qtl位于1a、2b、2d和4b染色体上,单个qtl可解释2.29％～41.21％的表型变异。共检测到30对加性×加性上位性qtl。其中,控制冬前分蘖的为1对,可解释21％的表型变异；控制春季分蘖的为20对,共检测到30对加性×加性上位性qtl。其中,控制冬前分蘖的为1对,可解释21％的表型变异；控制春季分蘖的为20对。

4、尽管目前已经定位了很多与小麦穗数相关的qtls。但是，由于绝大多数qtl的表型贡献率较小，需要加性效应体现，且在不同年限及环境间重复性差，所以这些qtl难以应用于小麦每单株穗数的遗传改良。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供小麦单株穗数相关的snp-498位点及其应用。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

3、一种与小麦单株穗数相关的snp位点，所述的snp位点对应于seq id no.1所示序列自5’末端第498位碱基，该位点为c/c纯合时，相对应的基因型是甲；该位点为g/g纯合时，相对应的基因型是乙；单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦小于或候选小于基因型乙纯合的小麦。

4、另一方面，本发明包括一种引物组合，用于检测小麦基因组中如下snp位点的单核苷酸多态性，所述的snp位点对应于seq id no.1所示序列自5’末端第498位碱基，该位点为c/c纯合时，相对应的基因型是甲；该位点为g/g纯合时，相对应的基因型是乙；所述引物组合为序列表中seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq idno.5组成的引物对2f和2r；此引物组合用于检测权利要求1所述的snp位点。

5、另一方面，本发明还包括一种鉴别或辅助鉴别小麦单株穗数性状的试剂或试剂盒，该试剂或试剂盒用于检测权利要求1中所述的snp位点，至少包括权利要求2所述的引物组合和必要的限制性内切酶组件。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述限制性内切酶为smai酶。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述pcr扩增特异引物组合包括：seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述试剂或试剂盒还包括模板dna、pcr扩增所需的缓冲液、dntps及其他基因检测必要组件。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述试剂或试剂盒pcr扩增的目标dna片段设计为seq id no.1中5’末端第473-571bp。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述pcr扩增特异引物组合包括：seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r。

11、另一方面，本发明还包括一种鉴定或辅助鉴定小麦基因型的方法，对待测小麦基因组dna中任意一段包含权利要求1所述snp位点在内的dna片段进行pcr扩增，并将该pcr扩增产物进行酶切鉴定；所述pcr扩增的dna片段为seq id no.1中5’末端第473-571bp；所述pcr扩增的特异性引物对为seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述酶切包括以下步骤：以小麦基因组dna为模板，以引物1f和1r为引物对扩增得到pcr产物；将此pcr产物稀释20至50倍，以其作为模板，以引物2f和2r为引物对扩增得到pcr产物；用限制性内切酶smai酶切pcr产物；若pcr产物不能被切开，则该核苷酸多态性位点为c/c，基因型为甲；若pcr产物可以被切开，则该核苷酸多态性位点为g/g，基因型为乙；单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦小于或候选小于基因型乙纯合的小麦。

13、最后一方面，本发明还包括所述的snp位点在鉴定或辅助鉴定小麦单株穗数性状中的应用。

14、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明的研究团队通过对小麦自然变异群体基因的遗传变异分析，发现有1个snp，分别对应于序列表1自5’端第498位。通过对该snp位点设计dcaps标记，发现该snp存在两种基因型：基因型甲(c)、基因型乙(g)。通过关联分析证明，这两种基因型的纯合类型中，单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦<基因型乙纯合的小麦。本发明还提供了检测所述snp的dcaps标记。实验证明，通过检测所述该snp，即可找到单株穗数较高的小麦。本发明为小麦的分子标记辅助选择育种提供了一个新方法，在培育高产小麦品种的农业实践和/或相关科学研究中均具有重要意义。

技术特征：

1.一种与小麦单株穗数相关的snp位点，其特征在于：所述的snp位点对应于seq idno.1所示序列自5’末端第498位碱基，该位点为c/c纯合时，相对应的基因型是甲；该位点为g/g纯合时，相对应的基因型是乙；单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦小于或候选小于基因型乙纯合的小麦。

2.一种引物组合，其特征在于：用于检测小麦基因组中如下snp位点的单核苷酸多态性，所述的snp位点对应于seq id no.1所示序列自5’末端第498位碱基，该位点为c/c纯合时，相对应的基因型是甲；该位点为g/g纯合时，相对应的基因型是乙；所述引物组合为序列表中seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r；此引物组合用于检测权利要求1所述的snp位点。

3.一种鉴别或辅助鉴别小麦单株穗数性状的试剂或试剂盒，其特征在于：该试剂或试剂盒用于检测权利要求1中所述的snp位点，至少包括权利要求2所述的引物组合和必要的限制性内切酶组件。

4.根据权利要求3所述的试剂或试剂盒，其特征在于：所述限制性内切酶为smai酶。

5.根据权利要求3或4所述的试剂或试剂盒，其特征在于：所述试剂或试剂盒还包括模板dna、pcr扩增所需的缓冲液、dntps及其他基因检测必要组件。

6.根据权利要求3或4或5所述的试剂或试剂盒，其特征在于：所述试剂或试剂盒pcr扩增的目标dna片段设计为seq id no.1中5’末端第473-571bp。

7.根据权利要求3或4或5或6所述的试剂或试剂盒，其特征在于：所述pcr扩增特异引物组合包括：seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r。

8.一种鉴定或辅助鉴定小麦基因型的方法，其特征在于：对待测小麦基因组dna中任意一段包含权利要求1所述snp位点在内的dna片段进行pcr扩增，并将该pcr扩增产物进行酶切鉴定；所述pcr扩增的dna片段为seq id no.1中5’末端473-571bp；所述pcr扩增的特异性引物对为seq id no.2和seq id no.3组成的引物对1f和1r，seq id no.4和seq id no.5组成的引物对2f和2r。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述酶切包括以下步骤：以小麦基因组dna为模板，以引物1f和1r为引物对扩增得到pcr产物；将此pcr产物稀释20至50倍，以其作为模板，以引物2f和2r为引物对扩增得到pcr产物；用限制性内切酶smai酶切pcr产物；若pcr产物不能被切开，则该核苷酸多态性位点为c/c，基因型为甲；若pcr产物可以被切开，则该核苷酸多态性位点为g/g，基因型为乙；单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦小于或候选小于基因型乙纯合的小麦。

10.权利要求1所述的snp位点在鉴定或辅助鉴定小麦单株穗数性状中的应用。

技术总结
本发明公开了小麦单株穗数相关的SNP‑498位点及其应用，所述的SNP位点对应于SEQ ID NO.1所示序列自5’末端第498位碱基，该位点为C/C纯合时，相对应的基因型是甲；该位点为G/G纯合时，相对应的基因型是乙，单株穗数大小为：基因型甲纯合的小麦小于或候选小于基因型乙纯合的小麦。本发明的SNP具有较高的有效性和潜在应用价值，通过检测所述该SNP即可找到单株穗数较高的小麦，在培育高产小麦品种的研究或应用中具有重要价值。

技术研发人员：刘西岗,李永鹏,毛润亚,韩敬媛,杨雨风,赵萌萌,崔月,张昊,郭琳
受保护的技术使用者：河北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19