与小麦多小穗基因相连锁的分子标记、及其特异性引物和应用

技术领域

本发明涉及遗传育种领域，具体涉及与小麦多小穗基因相连锁的分子标记、及其特异性引物和应用。

背景技术

提高小麦产量是实现全球粮食和营养安全的紧迫任务。小麦产量通常由三个主要性状构成，即单位面积穗数、每穗粒数和千粒重。育种家通过对这三个产量性状的改良来实现产量的提高。小穗数通过影响每个小穗的穗粒数量从而影响小麦的产量。因此，多小穗数材料对小麦产量育种工作具有重要意义。

小麦小穗数是由多个基因控制的复杂数量性状，因此为了在育种实践中获得最佳基因型，需要确定这些多基因的数目、染色体定位和遗传效应。由于小麦基因组的复杂性，目前只有少数与小穗数相关的基因通过同源克隆的方法被克隆出来。对小麦小穗数产生作用的基因主要集中在小麦穗发育的相关3个时期，第一个时期为穗分生组织的起始和发育时期，即生长锥到单棱期。在这期间主要影响穗发育的基因有FT/VRN3、Ppd-1、TB1、Q、VRN1、VRN4、VRN2。其中TB1、VRN2为负调节基因，其余基因都是正调剂基因。第二阶段为小穗分生组织发育阶段时期，即单棱期到护颖原基分化期。在这期间主要影响穗发育的基因有WAPO1、TaSPL14、WFZP、TaAGL6，都是正调节基因。第三阶段为小花分化阶段，即护颖原基分化期到药隔分化期。主要影响小穗发育的基因为GN11、FUL。其中GN11为负调节基因，FUL为正向调节基因。穗部发育萎缩突变体sda1(spike development atrophy 1)，该基因可能是转化利用植株中同化产物的关键基因，同时还影响小麦花器官发育和抽穗期。虽然报道了一些基因，还远远不足以了解小穗数的发育，这也极大地限制了小麦育种中小穗数基础分子机制的剖析和小穗数的提高。因此，鉴定和验证新的小穗数基因是至关重要的。

利用分子标记对多小穗基因进行精确定位，将有助于多小穗基因材料的有效利用。利用分子标记进行基因定位具有简单、快速、精确等优点。单核苷酸多态性(SNP)标记比早期基于DNA杂交和聚合酶链反应的分子标记种类丰富得多。基于微阵列的大量单核苷酸多态性探针基因分型阵列现在可作为Illumina Infinium BeadChip或AffymetrixAxiom阵列使用，允许对育种材料进行强大且经济高效的基因分型。SNP标记技术与DNA微阵列和芯片技术的结合，使SNP标记技术成为继RFLP和SSR标记之后最有前途的第三代分子标记。并在遗传图谱构建、种质资源分析和生物多样性检测、连锁不平衡的关联分析等农作物育种领域发挥着重要作用。

发明内容

为了解决上述问题，本申请的发明人提出并完成了本发明。

本发明的目的是提供及与小麦多小穗基因相连锁的分子标记。

本发明的再一目的是提供上述与小麦多小穗基因相连锁的分子标记的应用。

本发明的再一目的是提供一种鉴定小麦多小穗品种的方法。

根据本发明的与小麦多小穗基因相连锁的分子标记，通过使用KASP引物KASP-AX-111956072分型而得，其定位在小麦2D短臂上，物理距离为1.46Mb，

所述KASP引物KASP-AX-111956072由以下引物组成：

正向引物A:5’-CATGCTGCATGATAGTAGTAGCCCCCG-3’,正向引物B:5’-TTGCATGATAGTAGTAGCCCCCA-3’,反向引物:5’-GACCAATCGCGG-3’。

根据本发明的具体实施方式，以10-A/B39的F

根据本发明的鉴定小麦多小穗基因的方法，所述方法包括使用KASP引物扩增待检测材料的步骤，其中，所述KASP引物包括：

正向引物A:5’-CATGCTGCATGATAGTAGTAGCCCCCG-3’,正向引物B:5’-TTGCATGATAGTAGTAGCCCCCA-3’,反向引物:5’-GACCAATCGCGG-3’，FAM信号标记与正向引物A相连，HEX信号与正向引物B相连，结果中，橙黄色荧光为母本10-A型，即携带多小穗基因，蓝色荧光为父本B39型，不携带多小穗基因，绿色荧光为杂合型。

本发明的积极性效果及应用如下：

本发明获得的与多小穗基因紧密连锁的分子标记，是在对我国多小穗的小麦种质10-A及其遗传作图群体中获得的新标记，该标记与多小穗基因遗传距离近，重复性好，稳定性强，可以用于小麦多小穗品种鉴定和小麦多小穗后代的分子辅助选择，进而加快多小穗品种的育种进程。

附图说明

图1显示KASP-AX-111956072在“10-A×B39”F 

图2显示KASP-AX-111956072在“10-A×BE89”F 

图3显示KASP-AX-111956072在“10-A×川农16”F 

图4显示KASP-AX-111956072在四川小麦地方品种和育成品种群体(233份品种)中不同类型间的差异，其中，A：为KASP分型图，橙黄色为10-A类型，蓝色为B39类型，绿色为杂合型，黑色为空白对照，B：为不同类型间小穗数的差异，group1：B39类型，group2：10-A类型，group3：杂合型。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述，但并非对本发明的限制，凡依照本发明公开内容所作的任何本领域的等同替换，均属于本发明的保护范围。

实施例1与小麦多小穗基因连锁的SNP分子标记KASP-AX-111956072的获得与验证

1、供试材料

植物材料：

以多小穗品系10-A为母本，小穗品系B39为父本，构建F

以多小穗品系10-A为母本，小穗品系BE89为父本构建“10-A×BE89”F

以多小穗品系10-A为母本，小穗品系CN16为父本构建“10-A×川农16”F 

四川小麦地方品种和育成品种群体(233份品种)为验证群体。

2、表型鉴定

田间试验设计：F

“10-A×BE89”F

3、遗传图谱构建

提取亲本小穗品系10-A、小穗品系B39、以及构建的F

4、QTL定位

基于完备复合区间模型(ICIM)分析方法，对不同环境下的穗部性状表型值均值及预测的BLUP值分别进行QTL定位。使用QTL Icimapping软件进行定位，将定位步长设置为1cM，选择参数P＝0.05，执行1000次置换测试，确定LOD值的大小，并将LOD阈值设置为>2.5。

5、标记开发

根据初步的QTL定位结果，将主效QTL的侧边标记转化为KASP标记来跟踪主效QTL，并在区间内新开发标记，该标记定位在小麦2D短臂上，物理距离为1.46Mb。

设计KASP引物，经优化，所述KASP引物包括：

正向引物A:5’-CATGCTGCATGATAGTAGTAGCCCCCG-3’,

正向引物B:5’-TTGCATGATAGTAGTAGCCCCCA-3’,

反向引物:5’-GACCAATCGCGG-3’。

在引物中加入FAM信号和HEX信号区分两个亲本基因型，KASP测定结果用Bio-RadCFX96real-time PCR系统检测，获得基因型数据。

6、分子标记KASP-AX-111956072在“10-A×B39”F 

根据分型结果可以将群体区分为三种类型，父本型、母本型和杂合型。其中有91份自交系在检测中为橙黄色荧光，与10-A为同一类型，44份材料鉴定为蓝色荧光，与B39为同一类型，5份杂合型显示为绿色荧光，还有12份材料无法分类。将与10-A和B39相同的两种类型在各环境中的小穗数进行T检验(结果如图1)，分析其显著性，可以发现在10个环境与BLUP值中，携带多小穗基因的材料，即10-A类型，在所有环境中小穗数都极显著(P＝0<0.01)高于未携带多小穗基因的材料，即B39类型。

7、分子标记在验证群体中的分型

在“10-A×BE89”F

以上实施例仅用于解释本申请的技术方案，不限定本申请的保护范围。