小麦隐性核雄性不育突变基因ms1的分子标记及其应用制造技术

小麦隐性核雄性不育突变基因ms1的分子标记及其应用。本发明专利技术公开了一种小麦核雄性不育基因ms1的分子标记检测方法和应用。本发明专利技术根据突变基因ms1的突变位点设计了ms1d.1、ms1h、ms1m和ms1p四个突变体的分子标记，ms1d.1、ms1h、ms1m和ms1p四个突变体的分子标记均为ms1基因的功能标记。这些标记能够特异检测小麦突变体ms1，同时检测野生型Ms1基因和突变型ms1基因，能够区分纯合和杂合基因型。利用本发明专利技术设计的功能标记能够准确检测和标记小麦核雄性不育基因ms1或可育基因Ms1的等位基因型，可用于小麦核雄性不育株系的鉴定、目标单株的筛选，在转育小麦雄性不育系、不育系杂交制种和分子标记辅助育种中具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
小麦隐性核雄性不育突变基因ms1的分子标记及其应用
本专利技术属于农作物分子育种领域。具体涉及一种小麦隐性核雄性不育基因ms1的分子标记检测引物及其应用。
技术介绍
小麦是重要的粮食作物，世界上大约30%的人口以小麦为主要食物。而中国人口众多，又是小麦生产和消费大国，因此小麦在粮食生产中具有举足轻重的地位。杂种优势的利用是增加小麦产量的一种重要途径，在世界范围内，大规模的繁育和种植杂交水稻和杂交玉米对增加粮食产量产生了极为重要的作用。然而，从过去几十年到目前为止，杂种小麦在世界范围内种植面积占小麦总种植面积的0.2%以下。这是因为小麦缺少优良的稳定雄性不育系来配置生产小麦杂交种，因此，选育优良的小麦核雄性不育系是开展杂交小麦育种和杂交种子生产最为关键的部分。近半个世纪，小麦杂种优势的利用一直是小麦遗传育种家追求的目标，包括T型、K型和V型等三系法由于受恢复源的限制，难以直接利用小麦育种的最新成就。两系法的光温敏型核雄性不育，它的育性受光照和温度的影响，转育难度大，不育系少。若采用化学杀雄剂，技术操作容易掌握，但是杀雄效果不稳定并且制种成本高。为了利用小麦雄性不育基因ms1创造优良的两系不育系，同时对一些两系不育系进行性状改良，用以杂交育种提供更多稳定的优良两系不育系。借助作物分子标记技术并结合常规育种方法，能够快速有效的选育优良的两系不育系。为了使小麦隐性核不育基因ms1得到应用，必须在早期找到诊断核不育性的标记性状从而快速区分不育系。因此，从发现小麦隐性和不育系开始，育种家们利用常规育种技术将小麦附加系中含有蓝色胚乳基因和育性恢复基因的4E染色体导入小麦隐性核不育系，经过株系选择选育出了小麦雄性不育、保持系，但是蓝色胚乳基因和育性恢复基因连锁不完全，导致选育的不育系纯度降低（王鹏科,杨智全,黄寿松。蓝标型小麦核不育系在轮回选择育种中的应用[J]。麦类作物学报，1998(05):11-14；TuckerEJ,BaumanuU,KouidriA,etal.MolecularidentificationofthewheatmalefertilitygeneMs1anditsprospectsforhybridbredding[J].NatureCommunication,2017,8:869；WangZ,LiJ,ChenS,etal.Poaceae-specificMs1encodesaphospholipid-bindingproteinformalefertilityinbreadwheat[J].PNAS,2017,114:12614-12619）。基因的功能标记能够反映基因特定序列的差异，因此，它能够准确的通过基因型反映生物表型性状。随着分子标记技术的发展，通过图位克隆获得与小麦重要性状共分离的分子标记，对小麦基因型的鉴定、目标单株的选择、品种的遗传改良和纯度鉴定等方面有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发能够准确检测和标记小麦隐性核雄性不育基因ms1的分子标记，所开发的分子标记是根据不育基因ms1四个不同突变位点的突变体设计，属于功能性共分离分子标记，与不育基因ms1共分离，可应用于植株的育性等位基因鉴定、新遗传背景不育系的选育和不育亲本纯度鉴定等方面。本专利技术涉及的分子标记msd.1(G329A)、ms1h(C1762T)、ms1m(C1472T)和ms1p(G155A)是酶切扩增多态性序列(CAPS)标记，其其检测引物的上下游引物序列分别为：ms1d.1-1F:CATTCCATTCCGCCACCGCACms1d.1-1R:ATAGATCGCTCCGTGTATGTCGms1h-1F:ACATGTGCACCGGATCGGGTms1h-1R:TCTTAACCAGAGGACTCGCAAAms1m-1F:GAAATATACGGATGAATCGGCTGGTGms1m-1R:CGTACGAGCGGACAGAAACGATAGCms1p-1F:CATTCCATTCCGCCACCGCACms1p-1R:GCATATGCACGCAGATGCATACmsd.1(G329A)、ms1h(C1762T)、ms1m(C1472T)和ms1p(G155A)四个突变体与野生型相比，其突变位点均为单碱基的替换。CAPS标记ms1d.1-1(ms1d.1-1F/ms1d.1-1R)通过聚合酶链式反应(PCR)能够特异的扩增包含ms1d.1突变位点的DNA序列，可从野生型和突变型基因扩增670bp的条带，该670bp特异序列利用限制性内切酶CviQI(NEB,美国)进行酶切，除了能够特异切开野生型位点而突变位点不能被识别切割，还存在两个在野生型和突变型序列均能切开的非突变位点。通过酶切和琼脂糖电泳检测，野生型含有一条387bp的条带，突变型含有一条458bp的条带，杂合型含有一条458bp条带和一条387bp的条带。CAPS标记ms1h-1(ms1h-1F/ms1h-1R)通过聚合酶链式反应(PCR)能够特异的扩增包含ms1h突变位点的DNA序列，可从野生型和突变型基因组扩增527bp的条带，该527bp特异序列利用限制性内切酶AvrII(NEB，美国)进行酶切，能够特异切开突变位点而野生型位点不能被识别切割，通过酶切和琼脂糖电泳检测，野生型只含有一条527bp的条带，突变型含有一条339bp的条带和一条188bp的条带，杂合型含有一条527bp条带、一条339bp的条带和一条188bp的条带。CAPS标记ms1m-1(ms1m-1F/ms1m-1R)通过聚合酶链式反应(PCR)能够特异的扩增包含ms1m突变位点的DNA序列，可从野生型和突变型基因组扩增883bp的条带，该883bp特异序列利用限制性内切酶ApeKI(NEB，美国)进行酶切，除了能够特异切开野生型位点而突变位点不能被识别切割，还存在五个在野生型和突变型序列均能切开的非突变位点。通过酶切和琼脂糖电泳检测，野生型含有一条530bp的条带，突变型含有一条569bp的条带，杂合型含有一条569bp条带和一条530bp的条带。CAPS标记ms1p-1(ms1p-1F/ms1p-1R)通过聚合酶链式反应(PCR)能够特异的扩增包含ms1p突变位点的DNA序列，可从野生型和突变型基因组扩增808bp的条带，该808bp特异序列利用限制性内切酶ApeKI(NEB，美国)进行酶切，除了能够特异切开野生型位点而突变位点不能被识别切割，还存在六个在野生型和突变型序列均能切开的非突变位点。通过酶切和聚丙烯凝胶电泳(PAGE)检测，野生型含有一条68bp的条带和一条51bp的条带，突变型含有一条119bp的条带，杂合型含有一条119bp条带、一条68bp的条带和一条51bp的条带。同时，本专利技术还提供一种所述的小麦雄性不育基因ms1的分子标记检测引物用于选育新的遗传背景下的小麦核雄性不育新材料的方法，具体的，利用带有上述突变基因ms1的材料做母本，不同遗传背景的优良品种或品系为父本，杂交后代与父本连续回交多代，每次回交之前用分子标记选择带有ms1基因的单株，以获得不同遗传背景的小麦ms1雄性不育系。本专利技术还提供利用上述的分子标记检测引物在上一批种子收获后或下一代苗期快速检测小麦M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小麦核雄性不育突变体ms1d.1(G329A)的分子标记检测引物，其特征在于所述分子标记检测引物为：正向引物是5’‑CATTCCATTCCGCCACCGCAC‑3’，反向引物是5’‑ATAGATCGCTCCGTGTATGTCG‑3’。

【技术特征摘要】
1.一种小麦核雄性不育突变体ms1d.1(G329A)的分子标记检测引物，其特征在于所述分子标记检测引物为：正向引物是5’-CATTCCATTCCGCCACCGCAC-3’，反向引物是5’-ATAGATCGCTCCGTGTATGTCG-3’。2.一种小麦核雄性不育突变体ms1h(C1762T)的分子标记检测引物，其特征在于所述分子标记检测引物的正向引物是5’-ACATGTGCACCGGATCGGGT-3’，反向引物是5’-TCTTAACCAGAGGACTCGCAAA-3’。3.一种小麦核雄性不育突变体ms1m(C1472T)的分子标记检测引物，其特征在于所述分子标记检测引物的正向引物是5’-GAAATATACGGATGAATCGGCTGGTG-3’，反向引物是5’-CGTACGAGCGGACAGAAACGATAGC-3’。4.一种小麦核雄性不育突变体ms1p(G155A)的分子标记检测引物，其特征在于所述分子标记检测引物的正向引物是5’-CATTCCATTCCGCCACCGCAC-3’，反向引物是5’-GCATATGCACGCAGATGCATAC-3’。5.根据权利要求1至4任一项所述的分子标记检测引物分别在检测野生型Ms1和突变基因ms1中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：ms1d.1(G329A)的分子标记通过聚合酶链式反应特异的扩增包含ms1d.1突变位点的DNA序列，通过限制性内切酶CviQI酶切，野生型含有一条387bp的条带，突变型含有一条458bp的条带，杂合型含有一条458bp条带和一条387bp的条带；ms1h(C1762T)的分子标记通过聚合酶链式反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳文龙，张爱民，李亚飞，李欣，孙家柱，詹克慧，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11