与小麦根系性状相关的KASP标记及其应用制造技术

本发明专利技术公开了与小麦根系性状相关的KASP标记及其应用。利用本发明专利技术的KASP标记专用引物可用于鉴定待测小麦的基因型为TT、CC还是CT，并根据待测小麦的基因型即可确定其根系表面积大小：TT基因型的待测小麦的根系表面积大于CT或CC基因型的待测小麦，进而可用于筛选根系性状优良的小麦品种，为选育高产稳产品质优良的小麦品种奠定理论基础且提供分子辅助选择手段。

【技术实现步骤摘要】
与小麦根系性状相关的KASP标记及其应用
本专利技术涉及生物
，尤其涉及与小麦根系性状相关的KASP标记及其应用。
技术介绍
优良的根系形态和根际进程是植株养分高效利用的基础(Kaushik等，2017)，并在促进作物生长与产量形成方面起到关键支撑作用。由于生产上对氮肥的过度使用而引发一系列资源浪费与环境问题(chuan等，2015)，育种家们企图通过提高作物对肥料利用效率以同时满足增产与环境友好的双重需要。植物生长初期根系发育对养分施入极为敏感，利用遗传育种方法掌握与地上部生长发育相适应的、具有持久稳定活力的根系成为现代分子育种技术的重要环节。分子标记辅助选择技术可跟踪转育或聚合根系基因，为培育具有优良根系且高产广适型小麦品种提供了有效技术手段。发掘控制根系性状基因及其基因标记是开展分子标记辅助育种的前提。为此，有关禾本科作物根系性状的基因定位和克隆工作相继开展，尤其在水稻和玉米中研究进展较大。例如，水稻第9染色体上携带的控制根系深度相关的QTL不仅利于提高植物抗旱性，而且可增强植物对根系营养元素的吸收，该基因的遗传区段RM242-RM201对应的标记已应用于分子辅助育种中，并获得了携带该基因且根系性状优良的株系(Steele等，2006)。此外，一个与玉米产量和根系相关的主效QTL已被发掘，并得到应用(Landi等，2010)。小麦基因组结构较水稻和玉米复杂，根系性状如根长度、表面积、体积和干物质重等受多基因控制，通常呈簇存在，主要分布于1D、2A、2D、3A、5A、6A和7D染色体上，单个QTL位点可解释表型变异的3.2％-19.6％，部分QTL存在上位效应。多数根部性状基因与肥水利用、农艺性状及产量性状相关基因相关联(Bai等，2013)，但鲜有紧密连锁标记的报道。中麦895是中国农业科学院作物科学研究所、中国农业科学院棉花研究所以周麦16为母本、荔垦4号为父本杂交选育而成的半冬性多穗型中晚熟品种，具备叶片功能期长、分蘖能力强、灌浆速度快等特性。2009年9月通过国家黄淮麦区南片审定。在2013-2015年三年品种比较试验和大田示范中，中麦895表现出高产广适、抗病抗倒、灌浆后期耐高温等特点。扬麦16是长江中下游麦区种植面积最大的品种，具有灌浆速度快、粒重高等特点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定小麦根系表面积的方法。本专利技术提供的鉴定或辅助鉴定小麦根系表面积的方法是检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT，根据所述待测小麦的基因型确定根系表面积：TT基因型的待测小麦的根系表面积大于CT或CC基因型的待测小麦；所述TT基因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体；所述CT因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C和T的杂合体；所述CC因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体；所述2B染色体210cM位置的基因的核苷酸序列如序列4所示。上述方法中，所述检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT的方法包括如下步骤：以待测小麦的基因组DNA为模板，采用KASP引物组进行PCR扩增，将所得扩增产物进行荧光信号扫描，根据所述荧光信号判断待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT。上述方法中，所述KASP引物组由上游引物F1、上游引物F2及下游引物R组成；所述上游引物F1自5’端到3’端依次为FAM荧光序列和序列1第22-39位所示的单链DNA；所述上游引物F2自5’端到3’端依次为HEX荧光序列和序列2第22-39位所示的单链DNA；所述下游引物R为序列3所示的单链DNA。上述方法中，所述FAM荧光序列为序列1第1-21位所示的单链DNA；所述HEX荧光序列为序列2第1-21位所示的单链DNA。上述方法中，利用KlusterCallerTM软件根据所述荧光信号判断基因型：若所述待测小麦的扩增产物的荧光信号数据经KlusterCallerTM软件分析呈现蓝色，则所述待测小麦的基因型为TT；若所述待测小麦的扩增产物的荧光信号数据经KlusterCallerTM软件分析呈现红色，则所述待测小麦的基因型为CC；若所述待测小麦的扩增产物的荧光信号数据经KlusterCallerTM软件分析呈现绿色，则所述待测小麦的基因型为CT。上述方法中，所述PCR扩增的体系如下(总体积为5.2ul)：20ng/ul模板DNA3.0ul，2×KASPreactionmix2.0ul，引物混合试剂0.1ul，ddH2O0.1ul。2×KASPreactionmix包括荧光探针A、荧光探针B、淬灭探针A和淬灭探针B，以及高保真的Taq酶，dNTP等。荧光探针A的序列为5′-GAAGGTGACCAAGTTCATGCT-3′，5′末端连接1个荧光基团FAM；荧光探针B的序列为5′-GAAGGTCGGAGTCAACGGATT-3′，5′末端连接1个荧光基团HEX；淬灭探针A的序列为5′-AGCATGAACTTGGTCACCTTC-3′，3′末端连接淬灭基团BHQ；淬灭探针B的序列为5′-AATCCGTTGACTCCGACCTTC-3′，3′末端连接淬灭基团BHQ。引物混合试剂包括引物F1、引物F2和引物R，引物F1和引物F2在PCR扩增体系中的终浓度均为0.134uM，引物R在PCR扩增体系中的终浓度为0.336uM。所述PCR扩增采用TouchdownPCR扩增程序，具体如下：94℃预变性15min；(Touchdown程序)94℃变性30s，61℃退火60s，72℃延伸30s，11个循环，每个循环退火温度下降0.6℃；(扩增程序)94℃变性30s，55℃退火60s，72℃延伸30s，26个循环；72℃延伸5min；10℃保存。上述PCR扩增反应在PTC-200PCR扩增仪上进行，得到PCR扩增产物，然后将PCR扩增产物在PHERAstarplus荧光酶标仪上用荧光照射进行基因分型，再利用KlusterCallerTM软件读取分型后的数据。上述小麦2B染色体210cM位置的基因也属于本专利技术的保护范围。本专利技术的另一个目的是提供检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质的新用途。本专利技术提供了检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在如下(a1)-(a6)中任一种中的应用：(a1)鉴定或辅助鉴定待测小麦根系表面积；(a2)制备鉴定或辅助鉴定待测小麦根系表面积的产品；(a3)选育小麦根系优良品种；(a4)制备选育小麦根系优良品种的产品；(a5)小麦育种；(a6)制备小麦育种的产品。本专利技术还有一个目的是提供如下(b1)-(b3)任一所述的产品：(b1)上述KASP引物组；(b2)含有(b1)所述的KASP引物组的PCR试剂；(b3)含有(b1)所述的KASP引物组或(b2)所述的PCR试剂的试剂盒。上述产品在如下(c1)-(c3)中任一种应用也属于本专利技术的保护范围：(c1)鉴定或辅助鉴定待测小麦根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鉴定或辅助鉴定小麦根系表面积的方法，是检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT，根据所述待测小麦的基因型确定根系表面积：TT基因型的待测小麦的根系表面积大于CT或CC基因型的待测小麦；所述TT基因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体；所述CT因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C和T的杂合体；所述CC因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体；所述2B染色体210cM位置的基因的核苷酸序列如序列4所示。

【技术特征摘要】
1.一种鉴定或辅助鉴定小麦根系表面积的方法，是检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT，根据所述待测小麦的基因型确定根系表面积：TT基因型的待测小麦的根系表面积大于CT或CC基因型的待测小麦；所述TT基因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体；所述CT因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C和T的杂合体；所述CC因型为2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体；所述2B染色体210cM位置的基因的核苷酸序列如序列4所示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT的方法包括如下步骤：以待测小麦的基因组DNA为模板，采用KASP引物组进行PCR扩增，将所得扩增产物进行荧光信号扫描，根据所述荧光信号判断待测小麦2B染色体210cM位置的基因的第36位脱氧核糖核苷酸的基因型是TT还是CC还是CT。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述KASP引物组由上游引物F1、上游引物F2及下游引物R组成；所述上游引物F1自5’端到3’端依次为FAM荧光序列和序列1第22-39位所示的单链DNA；所述上游引物F2自5’端到3’端依次为HEX荧光序列和序列2第22-39位所示的单链DNA；所述下游引物R为序列3所示的单链DNA。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述FAM荧光序列为序列1第1-21位所示的单链DNA；所述HEX荧光序列为序列2第1-21位所示的单链DNA；或，利用KlusterCallerTM软件根据所述荧光信号判断基因型：若所述待测小麦的扩增产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：何中虎，杨梦娇，王彩荣，肖永贵，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