一种与大豆茎粗相关的Indel位点、分子标记及其应用

本发明属于分子标记辅助育种，具体涉及一种与大豆茎粗相关的indel位点、分子标记及其应用。

背景技术：

1、大豆(glycine max(l.)merr.)是重要的粮食和油料兼用型作物，是人类高品质植物蛋白的重要来源。近年来，大豆的自给率降到20％以下，大豆出油率、单产都比进口大豆低。对进口大豆的依赖已严重影响到粮食安全。研究表明，在由野生种向栽培种驯化的过程中，栽培大豆遗传多样性降低了30％。栽培大豆群体狭窄的遗传基础成为了制约大豆产量提高和品质提升的重要因素。因此，通过遗传改良拓宽栽培大豆遗传基础，对缓解大豆生产问题具有重要意义。

2、一年生野生大豆(glycine soja sieb.et zucc.)是栽培大豆的近缘野生种，二者能够正常杂交且大部分后代可育。野生大豆具有多花多荚、高蛋白、高异黄酮、抗病虫、耐逆境等优良性状，为大豆高产及高品质育种提供了宝贵的基因来源。然而，由于野生大豆同时具有茎杆纤细、蔓生性等不利性状，制约了其在育种中的应用。大豆茎粗性状，通常在大豆苗期就有所体现，该性状容易导致植株倒伏，降低产量和品质，使得大豆的田间管理工作量倍增。

3、利用传统育种方法培育出兼具野生大豆优良品质且直立生长的栽培大豆，其选育过程耗时费力，无法满足当前育种工作对拓宽大豆种质资源的高需求。随着分子标记的开发和应用，分子标记辅助选择在基因层面可以帮助育种工作人员选择优良目标品系的同时过滤掉茎秆细弱的劣势性状品系，避免大量低效的田间表型鉴定和管理工作。但不同的分子标记在应用中也存在各自的问题，例如：rflp(restrictionfragmentlengthpolymorphism)标记在大豆基因组中的多态性较低，限制了大豆高密度遗传图谱的构建(keimp,diersb w,olsont c,等.rflpmapping in soybean:associationbetweenmarkerlociandvariation in quantitative traits.[j].genetics,1990,126(3):735–742.)。同时该方法需要应用聚丙烯酰胺凝胶电泳，试验操作过程复杂，不稳定，技术依赖性强；ssr(simple sequence repeat)标记可以通过简单易行的高浓度琼脂糖凝胶电泳实现，且该标记在大豆基因组中分布广泛、具有共显性，且多态性远高于rflp标记，但是该标记方式具有基因组分布不均的局限性(王珍.大豆ssr遗传图谱构建及重要农艺性状qtl分析[d].广西大学,2004.)；snp(singlenucleotide polymorphism)标记的多态性最高、分布最均匀、准确性最好，但是需要对群体进行全基因重测序，研究经费投入较多(袁金红等.基于全基因组重测序的snp分析在作物基因定位中的研究进展[d].植物生理学报,2015.)。因此，需要一种简洁、高效、省钱、易操作的鉴定大豆茎粗性状的方法。

技术实现思路

1、为解决现有分子标记辅助育种方法中，rflp试验步骤繁杂、试验周期长、技术依赖性强，ssr在基因组中分布不均且具有一定的偏好性，snp需要进行全基因组测序、研究经费投入较高的问题，本发明提供一种与大豆茎粗相关的indel位点、分子标记及其应用。

2、本发明利用位于大豆17号染色体上一个与大豆茎粗性状紧密相关的indel分子标记，建立了高效鉴定、利用野生大豆渐渗品系育种的方法。通过检测该indel分子标记17-10.64扩增片段的大小可选择出携带茎粗等位变异的大豆材料。本发明能够有效解决在野生大豆种质资源利用中，被大豆茎秆的细弱、倒伏所困扰的难题，为高效开发利用野生大豆种质资源，在野生大豆和栽培大豆杂交后代中快速选育出茎秆粗壮、抗倒伏的优质大豆品种提供了有力的技术支持，同时本发明缩短了大豆育种时间，提高了大豆育种效率。

3、本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

4、第一方面，本发明提供一种与大豆茎粗相关的indel位点，所述indel位点位于大豆17号染色体1,064,063bp，多态性为扩增片段差异56bp。

5、作为一种优选的实施例，所述indel位点对大豆茎粗性状的表型贡献率为9.37％。

6、第二方面，本发明提供一种与大豆茎粗相关的indel位点在鉴定大豆茎粗性状中的应用。

7、第三方面，本发明提供一种含有与大豆茎粗相关的indel位点的indel分子标记17-10.64。

8、第四方面，本发明提供indel分子标记17-10.64在鉴定大豆茎粗性状中的应用。

9、第五方面，本发明提供indel分子标记17-10.64的扩增引物，所述扩增引物的序列信息如下：

10、f：5’-ggaacaatcgtggaaggattct-3’；

11、r：5’-gacatactcaattggataactattttttatct-3’。

12、第六方面，本发明提供indel分子标记17-10.64的扩增引物在鉴定大豆茎粗性状中的应用。

13、第七方面，本发明提供利用indel分子标记17-10.64的扩增引物鉴定大豆茎粗性状的方法，其具体包括以下步骤：

14、(1)利用tiangen植物基因组dna提取试剂盒操作指南提取待鉴定大豆叶片基因组dna；

15、(2)以待鉴定大豆叶片基因组dna为模版，利用所述indel分子标记17-10.64的扩增引物进行pcr扩增，得到pcr扩增产物；

16、(3)利用1.2％琼脂糖凝胶电泳对pcr扩增产物片段大小进行检测；

17、当所述pcr扩增产物片段大小为199bp时，判断待鉴定大豆为茎秆较细的大豆品系，当所述pcr扩增产物片段大小为255bp时，判断待鉴定大豆为茎秆较粗的大豆品系。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明通过筛选出与大豆茎粗相关联的indel分子标记，提供了一种简便易行、经济高效的大豆茎粗性状鉴定方法，只需要通过对indel分子标记所在位置序列进行pcr扩增，利用1.2％琼脂糖凝胶电泳对pcr产物片段大小进行检测就能实现大豆茎秆粗细的预测和选择，从而实现经济、高效、简单易行的大豆育种辅助选择，为大豆茎粗性状的高效选择以及野生大豆种质资源的高效利用提供了更为可行和实用的解决方案。

20、本发明所筛选的indel分子标记能够广泛应用于在该分子标记处存在多态性的大豆材料中筛选出茎秆粗壮的个体。其中，大豆17号染色体的906,324bp-2,604,965bp的区间都是调控大豆茎粗的理想标记区间，其间位于1,064,063bp的indel分子标记17-10.64对茎粗遗传贡献率为9.37％。

21、本发明减少了大豆育种过程中的选择成本，试验操作简单易行，通过区分带有标记位点所在片段的大小就可以鉴定出该大豆品系的茎杆粗细度，极大地提高了野生大豆种质资源的利用效率，拓宽了大豆遗传基础，加速了栽培大豆品质的提升与改良。