小麦粒重基因TaGS5-3A单核苷酸多态性标记及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物技术领域，设及一种小麦粒重基因TaGS5-3A单核巧酸多态性标 记及其应用。
【背景技术】
[0002] 小麦，水稻，玉米等粮食作物提供了人类所需能量的50%左右，然而随着世界人口 的增长，耕地面积的减少和粮食生产成本的增加，提高粮食作物的产量是育种家们一直W 来的主要目的。小麦是我国重要的粮食作物，其栽培面积仅次于第一大粮食作物水稻，小麦 产量的高低直接影响着我国人民的生活水平和国家粮食安全。因此，利用分子生物学技术 克隆小麦产量相关的功能基因，并W此开发出相应的分子标记，为小麦分子标记辅助育种 提供重要的基因资源，对大幅提高我国小麦产量，加速我国小麦育种进程具有重要意义。
[0003] 粒重是产量的=要素之一，决定粒重的关键因素包括粒型和巧粒的灌浆程度。在 过去的十年内，水稻功能基因组学的研究迅速发展，加速推进了我们对于水稻粒型的了解， 通过图位克隆的方法得到了许多粒型/粒重相关的基因，运些基因大多参与了细胞的扩张 与分裂，主要通过W下途径发挥作用：通过参与蛋白酶的泛素化途径，通过参与G蛋白的 信号途径，通过参与激素的调节等不同的生理生化途径狂UO,etal.Moleculargenetic dissectionofquantitativetraitlociregulatingricegrainsize.AnnuRev Genet:48:99-118)。而在小麦的粒型/粒重研究领域中，由于小麦巨大与复杂的基因组 结构，虽然有大量粒型/粒重相关的的'L被发现，但是通过图位克隆的方法直接分离小麦 单个粒型/粒重基因的例子仍很少。另一方面，近年来，基于禾本科作物基因组水平具有 较好的共线性运一特性所发展的比较基因组学为小麦重要基因的克隆提供理论基础。已 报道的通过该方法分离的小麦粒型/粒重基因包括：小麦的淀粉合成基因灯aSusl)，该基 因的不同等位变异决定在不同材料中的表达量不同，其中优异等位变异被证实与粒重相关 (HouJ,etal.Globalselectiononsucrosesynthasehaplotypesduringacentury ofwheatbreeding.PlantPhysiol2014;164:1918-1929);小麦粒宽基因灯aGW2)是水 稻粒宽基因GW2的同源基因，通过RNAi的技术证实TaGW2是小麦粒宽的负调控因子化ong YT,etal.TranscriptsuppressionofTaGW2increasedgrainwidthandweightin breadwheat.F^mctIntegrGenomics2014 ; 14:341-349);Zhang等报道了一个与小麦粒 重和粒长相关的基因，与其水稻中的同源基因GS3类似，其编码的蛋白都包含一个粒长负 相关的OSRdomain,该基因的不同等位变异包含了不同的OSRdomain,产生了不同的粒长 /粒重。因此，随着小麦及其近缘种基因组草图的公布，基于比较基因组学的同源克隆的方 法成为了克隆小麦粒型/粒重基因的有效的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种小麦粒重基因TaGS5-3A单核巧酸多态性标记及其应 用。
[0005] 本发明所提供的应用，具体为小麦基因组中如下SNP位点的单核巧酸多态性在鉴 定或辅助鉴定待测小麦巧粒相关性状中的应用；所述SNP位点为：W小麦基因组DNA为模 板，采用引物对进行PCR扩增得到的扩增产物的自5'末端起第718位核巧酸；所述SNP位 点的核巧酸为T或G;所述引物对为由序列表中序列1所示的单链DNA和序列表中序列2所 示的单链DNA组成的引物对；所述巧粒相关性状为粒重和/或粒长和/或粒宽和/或粒厚。
[0006]当然，用于检测小麦基因组中如下SNP位点的单核巧酸多态性的物质在鉴定或辅 助鉴定待测小麦巧粒相关性状中的应用也属于本发明的保护范围；所述SNP位点为：W小 麦基因组DNA为模板，采用引物对进行PCR扩增得到的扩增产物的自5'末端起第718位核 巧酸；所述SNP位点的核巧酸为T或G;所述引物对为由序列表中序列1所示的单链DNA和 序列表中序列2所示的单链DNA组成的引物对；所述巧粒相关性状为粒重和/或粒长和/ 或粒宽和/或粒厚。
[0007] 当所述SNP位点的核巧酸为T时，TaGS5-3A基因的等位变异类型为TaGS5-3A-T; 当所述SNP位点的核巧酸为G时，TaGS5-3A基因的等位变异类型为TaGS5-3A-G。
[000引其中，所述"用于检测小麦基因组中如下SNP位点的单核巧酸多态性的物质"具体 可为如下试剂盒或引物对：
[0009] 所述试剂盒为含有如下（a)或化）所示的引物对，W及限制性内切酶化u4HI或 其同裂酶的试剂盒；
[0010] (a)由序列表中序列1所示的单链DNA和序列表中序列2所示的单链DNA组成的 引物对；
[0011] 化）由将序列表中序列1和序列2经过一个或几个核巧酸的取代和/或缺失和/ 或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与（a)中所述引物对功能相同的引 物对。
[0012] 所述引物对为如下（a)或化）所示的引物对：
[001引 （a)由序列表中序列1所示的单链DNA和序列表中序列2所示的单链DNA组成的 引物对；
[0014] 化）由将序列表中序列1和序列2经过一个或几个核巧酸的取代和/或缺失和/ 或添加后所得序列所示的两条单链DNA分子组成的，且与（a)中所述引物对功能相同的引 物对。
[0015] 所述试剂盒和所述引物对也分别属于本发明的保护范围。
[0016] 本发明还提供了一种比较不同待测小麦的巧粒相关性状的方法。
[0017] 本发明所提供的比较不同待测小麦的巧粒相关性状的方法，可为如下A)或B):
[0018]A)利用所述试剂盒比较不同待测小麦的巧粒相关性状的方法，具体可包括如下 (al)-(a3)的步骤：
[001引 （al)分别W各待测小麦的基因组DNA为模板，采用所述引物对（序列1和序列。 进行PCR扩增；
[0020] (曰2)采用限制性内切酶化u4HI或其同裂酶对步骤（al)所得PCR产物分别进行 完全酶切；
[0021] 所述完全酶切是指所述限制性内切酶化U4HI或其同裂酶为足量，足W使所有能 够被其切割的PCR产物均被切割；
[0022] (a3)按照如下方法比较所述各待测小麦的巧粒相关性状：
[0023] 经步骤（曰2)酶切获得的DNA片段为如下（1)的所述待测小麦的粒重重于或候选 重于经步骤（a2)酶切获得的DNA片段为如下（2)的所述待测小麦；
[0024] 经步骤姐）酶切获得的DNA片段为如下（1)的所述待测小麦的粒长长于或候选 长于经步骤（a2)酶切获得的DNA片段为如下（2)的所述待测小麦；
[002引经步骤姐）酶切获得的DNA片段为如下（1)的所述待测小麦的粒宽宽于或候选 宽于经步骤（a2)酶切获得的DNA片段为如下（2)的所述待测小麦；
[0026] 经步骤（a2)酶切获得的DNA片段为如下（1)的所述待测小麦的粒厚厚于或候选 厚于经步骤（a2)酶切获得的DNA片段为如下（2)的所述待测小麦；
[0027] (1)大小为 863bp单一DNA片段；
[002引似大小分别为719bp和144bp的两个DNA片段；
[0029] B)利用所述引物对（序列1和序列2)比较不同待测小麦的巧粒相关性状的方法， 具体包括如下化1)-化2)的步骤：
[0030] 化1)分别W各待测小麦的基因组DNA为模板，采用所述引物对（序列1和序列。 进行PCR扩增；
[0031] 化2)按照如下方法确定比较所述各待测小麦的巧粒相关性状：
[0032] 经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（3)的所述待测小麦的粒重重于或候 选重于经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（4)的所述待测小麦；
[0033] 经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（3)的所述待测小麦的粒长长于或候 选长于经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（4)的所述待测小麦；
[0034] 经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（3)的所述待测小麦的粒宽宽于或候 选宽于经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（4)的所述待测小麦；
[0035] 经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（3)的所述待测小麦的粒厚厚于或候 选厚于经步骤化DPCR扩增获得的PCR产物为如下（4)的所述待测小麦；
[003引（3)单一PCR产物：核巧酸序列如序列表中序列3所示的DNA片段；
[0037] (4)单一PCR产物：核巧酸序列如序列表中序列4所示的DNA片段；
[0038] 所述巧