用于鉴定小麦籽粒发芽性状的分子标记和特异引物对以及它们的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于鉴定小麦籽粒发芽性状的分子标记和特异引物对以及它们的应用。本发明专利技术提供了一个特异引物对，由两条引物组成，其扩增产物包括特异DNA分子；所述特异DNA分子为小麦的基因组中引物F和引物R的靶序列；所述引物F为序列表的序列3所示的单链DNA分子；所述引物R为序列表的序列4所示的单链DNA分子。本发明专利技术还保护一种与小麦发芽指数相关的分子标记，为以待测小麦的基因组DNA为模板，用所述特异引物对扩增得到的DNA片段。本发明专利技术对于利用分子标记辅助选择抗穗发芽的小麦品种具有重要的理论意义和经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于鉴定小麦籽粒发芽性状的分子标记和特异引物对以及它们的应用。
技术介绍
穗发芽(PHS)是指小麦在收获前遇到阴雨或在潮湿环境下的穗上发芽，在作物(如小麦、玉米和水稻)中比较普遍。穗发芽会严重影响小麦的产量和加工品质，损失与穗发芽的严重程度紧密相关。由于穗发芽会降低小麦千粒重，所以发生穗发芽的麦田一般减产6-10％，而严重发芽的小麦只能用于牲畜饲料而不能用于面粉加工。发芽的麦粒中淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶的活性大大增加，导致淀粉、蛋白质和脂肪发生降解。用发芽小麦加工出的面粉强度下降，严重影响面包、面条和馒头的品质(例如，用其加工出的面包体积变小，内部紧实不松软)。穗发芽还导致面粉中天冬酰胺含量增加，在烘烤面包时天冬酰胺在高温下容易变成致癌的丙烯酰胺。穗发芽在很多小麦种植区都有发生，尤其是在收获期阴雨潮湿的地区发生较为严重。小麦穗发芽在我国长江中下游冬麦区、西南冬麦区和东北春麦区发生频繁。近年来，随着气候变换，黄淮冬麦区小麦穗发芽有加重的趋势。因此提高小麦品种穗发芽抗性是小麦生产育种的重要目标之一。小麦穗发芽受多种因素影响，如环境、籽粒休眠性，淀粉酶活性及穗部形态等。在这些因素中籽粒休眠性是影响小麦穗发芽的最主要因素。由于小麦穗发芽受天气条件影响大，田间进行鉴定的难度较大、准确度较低。同一小麦品种在不同年份、不同种植地点所表现出穗发芽抗性可能会存在差异。由于分子标记是基于不同小麦品种的基因型开发的，是品种的内在特征，不受外界环境因素影响，因此准确度高，稳定性好，被广泛应用于育种实践中。常用的分子标记类型有AFLP、SSR等，但这些标记类型往往与目标基因距离较远，不能与目标基因共分离，造成在进行分子标记辅助选择时出现偏差。功能标记(Functionalmarker)是基于目标基因特征序列开发的分子标记，与目标基因共分离，大大提高了检测的准确性，在作物育种中有着广阔的应用前景。因此，开发用于鉴定小麦穗发芽抗性的功能标记，具有重要的理论意义和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于鉴定小麦籽粒发芽性状的分子标记和特异引物对以及它们的应用。本专利技术提供了一个特异引物对，由两条引物组成，其扩增产物包括特异DNA分子；所述特异DNA分子为小麦的基因组中引物F和引物R的靶序列；所述引物F为如下(a1)或(a2)：(a1)序列表的序列3所示的单链DNA分子；(a2)将序列3经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列3具有相同功能的DNA分子；所述引物R为如下(a3)或(a4)：(a3)序列表的序列4所示的单链DNA分子；(a4)将序列4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列4具有相同功能的DNA分子。所述扩增产物中除了所述特异DNA分子还可包括其他核苷酸，例如小麦基因组中所述特异DNA分子上游的若干核苷酸和/或小麦基因组中所述特异DNA分子下游的若干核苷酸。所述特异引物对具体可由所述引物F和所述引物R组成。所述特异引物对的功能为如下(1)至(7)中的任意一种：(1)鉴定待测小麦携带等位基因TaSdr-A1a还是等位基因TaSdr-A1b；(2)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1a的小麦品种；(3)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1b的小麦品种；(4)辅助鉴定待测小麦的发芽指数；(5)辅助筛选具有低发芽指数的小麦品种；(6)辅助筛选具有高发芽指数的小麦品种；(7)辅助比较不同待测小麦品种的发芽指数。本专利技术还保护一种试剂盒，包括以上任一所述特异引物对和限制性内切酶Pvu Ⅰ。所述试剂盒还可包括用于PCR扩增的常规试剂、用于限制性内切酶酶切的常规试剂和用于琼脂糖凝胶电泳的常规试剂。所述试剂盒的功能为如下(1)至(7)中的任意一种：(1)鉴定待测小麦携带等位基因TaSdr-A1a还是等位基因TaSdr-A1b；(2)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1a的小麦品种；(3)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1b的小麦品种；(4)辅助鉴定待测小麦的发芽指数；(5)辅助筛选具有低发芽指数的小麦品种；(6)辅助筛选具有高发芽指数的小麦品种；(7)辅助比较不同待测小麦品种的发芽指数。本专利技术还保护以上任一所述特异引物对或以上任一所述试剂盒的应用，为如下(1)至(7)中的任意一种：(1)鉴定待测小麦携带所述等位基因TaSdr-A1a还是所述等位基因TaSdr-A1b；(2)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1a的小麦品种；(3)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1b的小麦品种；(4)辅助鉴定待测小麦的发芽指数；(5)辅助筛选具有低发芽指数的小麦品种；(6)辅助筛选具有高发芽指数的小麦品种；(7)辅助比较不同待测小麦品种的发芽指数。应用所述特异引物对或所述试剂盒鉴定待测小麦携带等位基因TaSdr-A1a还是等位基因TaSdr-A1b的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板，用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶Pvu Ⅰ酶切PCR扩增产物，如果酶切产物中具有1146bp的片段、待测小麦携带等位基因TaSdr-A1a，如果酶切产物中具有528bp和618bp的片段、待测小麦携带等位基因TaSdr-A1b。应用所述特异引物对或所述试剂盒辅助筛选携带等位基因TaSdr-A1a的小麦品种的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶Pvu Ⅰ酶切PCR扩增产物，如果酶切产物中具有1146bp的片段、待测小麦为候选的携带等位基因TaSdr-A1a的小麦品种，如果酶切产物中不具有1146bp的片段、待测小麦为候选的不携带等位基因TaSdr-A1a的小麦品种。应用所述特异引物对或所述试剂盒辅助筛选携带等位基因TaSdr-A1b的小麦品种的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶Pvu Ⅰ酶切PCR扩增产物，如果酶切产物中具有528bp和618bp的片段、待测小麦为候选的携带等位基因TaSdr-A1b的小麦品种，如果酶切产物中不具有528bp和618bp的片段、待测小麦为候选的不携带等位基因TaSdr-A1b的小麦品种。应用所述特异引物对或所述试剂盒辅助鉴定待测小麦的发芽指数的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶Pvu Ⅰ酶切PCR扩增产物，如果酶切产物中具有1146bp的片段待测小麦的发芽指数疑似为20％以下，如果酶切产物中具有528bp和618bp的片段、待测小麦的发芽指数疑似为20％以上。应用所述特异引物对或所述试剂盒筛选具有低发芽指数的小麦品种的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶PvuⅠ酶切PCR扩增产物，如果酶切产物中具有1146bp的片段、待测小麦为候选的具有低发芽指数的小麦品种，如果酶切产物中不具有1146bp的片段、待测小麦为候选的不具有低发芽指数的小麦品种。应用所述特异引物对或所述试剂盒筛选具有高发芽指数的小麦品种的方法如下：以待测小麦的基因组DNA为模板用所述特异引物对进行PCR扩增，然后用限制性内切酶PvuⅠ酶切PCR扩增产物，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
特异引物对，由两条引物组成，其扩增产物包括特异DNA分子；所述特异DNA分子为小麦的基因组中引物F和引物R的靶序列；所述引物F为如下(a1)或(a2)：(a1)序列表的序列3所示的单链DNA分子；(a2)将序列3经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列3具有相同功能的DNA分子；所述引物R为如下(a3)或(a4)：(a3)序列表的序列4所示的单链DNA分子；(a4)将序列4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列4具有相同功能的DNA分子。

【技术特征摘要】
1.特异引物对，由两条引物组成，其扩增产物包括特异DNA分子；所述特异DNA分子为小麦的基因组中引物F和引物R的靶序列；所述引物F为如下(a1)或(a2)：(a1)序列表的序列3所示的单链DNA分子；(a2)将序列3经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列3具有相同功能的DNA分子；所述引物R为如下(a3)或(a4)：(a3)序列表的序列4所示的单链DNA分子；(a4)将序列4经过一个或几个核苷酸的取代和/或缺失和/或添加且与序列4具有相同功能的DNA分子。2.如权利要求1所述的特异引物对，其特征在于：所述特异引物对由所述引物F和所述引物R组成。3.一种试剂盒，包括特异引物对和限制性内切酶PvuⅠ；所述特异引物对为权利要求1或2所述的特异引物对。4.权利要求1所述特异引物对或权利要求2所述特异引物对或权利要求3所述试剂盒的应用，为如下(1)或(2)或(3)或(4)或(5)或(6)或(7)：(1)鉴定待测小麦携带等位基因TaSdr-A1a还是等位基因TaSdr-A1b；(2)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1a的小麦品种；(3)辅助筛选携带所述等位基因TaSdr-A1b的小麦品种；(4)辅助鉴定待测小麦的发芽指数；(5)辅助筛选具有低发芽指数的小麦品种；(6)辅助筛选具有高发芽指数的小麦品种；(7)辅助比较不同待测小麦品种的发芽指数；所述等位基因TaSdr-A1a为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)：(b1)序列表的序列1自5’末端第255-1247位核苷酸所示的DNA分子；(b2)序列表的序列1所示的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA序列杂交且具有相同功能的DNA分子；(b4)与(b1)或(b2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且具有相同功能的DNA分子；所述等位基因TaSdr-A1b为如下(c1)或(c2)或(c3)或(c4)：(c1)序列表的序列2自5’末端第255-1247位核苷酸所示的DNA分子；(c2)序列表的序列2所示的DNA分子；(c3)在严格条件下与(c1)或(c2)限定的DNA序列杂交且具有相同功能的DNA分子；(c4)与(c1)或(c2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且具有相同功能的DNA分子。5.以待测小麦的基因组DNA为模板，用权利要求1或2所述特异引物对扩增得到的DNA片段。6.权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：何中虎，张颖君，夏先春，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11