一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记，所述KASP分子标记为KASP‑PmV，该标记是根据基因PmV的第3214个碱基设计的KASP‑PmV的引物扩增DNA模板所获得的核苷酸序列，所述KASP分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示；所述KASP‑PmV的引物包括簇毛麦等位型上游引物KASP‑PmV‑F，小麦等位型上游引物KASP‑PmV‑H和共用下游引物KASP‑PmV‑C。还公开小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记在鉴定小麦育种品系/品种中是否携带基因PmV以及在利用基因PmV进行分子标记辅助选择育种中的应用。本发明专利技术提供的标记不但可以特异性的检测基因PmV，可实现高通量、平台化检测和追踪普通小麦背景下的基因PmV，而且能够加快基因PmV在普通小麦背景下的育种利用，使其高效应用于小麦分子标记辅助选择育种。

【技术实现步骤摘要】
一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记及其应用
本专利技术涉及生物技术和遗传育种领域，具体地说是一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记及其应用。
技术介绍
普通小麦(TriticumaestivumL.,2n＝42,AABBDD)是我国三大粮食作物之一，对保障国家粮食安全至关重要。在小麦生产中，病害发生严重影响小麦产量和品质。在小麦的主要病害之中，白粉病是最严重的病害之一，由布氏白粉菌侵染引起，一般在叶部病害，严重时孢子也可侵染穗部，小麦感染白粉病后一般可造成10-15％的产量，严重时可减产40％，并在一定程度上影响小麦品质(Singhetal.Diseaseimpactonwheatyieldpotentialandprospectsofgeneticcontrol.AnnuRevPhytopathol2016,54,303–322)。在防控小麦白粉病的措施中，利用品种抗性是最为经济、有效和环保的措施(Selteretal.Identificationandimplementationofresistance:genomics-assisteduseofgeneticresourcesforbreedingagainstpowderymildewandstagonosporanodorumblotchinwheat.In:TuberosaR.,GranerA.,FrisonE.(eds)GenomicsofPlantGeneticResources.2014,Springer,Dordrecht.)。然而，我国现有推广品种的白粉病抗性不容乐观，主要推广品种中有广谱抗性的品种占比很低，不足5％，更多参与国家区试试验的育种品系的白粉病抗性同样不容乐观(李洪杰等，中国小麦品种对白粉病的抗性反应与抗病基因检测.作物学报.2011,37:943-954；Tangetal.(2018)Thepotentialroleofpowderymildew-resistancegenePm40inChinesewheat-breedingprogramsinthepost-PmVEra.Engineering-Prc,2018,4:500-506)。因此，目前我国小麦抗白粉病育种一方面需要引入更多广谱抗白粉病基因，另一方面也需要利用最新技术加快育种进程，缩短育种周期，以应对我国日益严重的小麦白粉病疫情。在小麦抗白粉病发掘中，目前已在63个位点发现100多个小麦抗白粉病基因及其等位基因(Pm1-Pm68,Pm8isallelictoPm17,Pm18＝Pm1c,Pm22＝Pm1e,Pm23＝Pm4c,Pm31＝PmV)(HeHG,etal.CharacterizationofPm68,anewpowderymildewresistancegeneonchromosome2BSofGreekdurumwheatTRI1796.TheorApplGenet,2021,134:53-62)。但是很多抗病基因随着载体品种的长期推广和病原菌群的变异而逐渐丧失了抗性。因此，急需利用更多的抗病基因，尤其是广谱抗白粉病基因，用于小麦抗白粉病育种，以拓宽小麦抗白粉病基因的遗传基础，平衡抗病基因布局。在已发掘的小麦白粉病基因中，PmV是一个源于簇毛麦6VS染色体的广谱抗白粉病基因，以T6VS·6DL易位形式在普通小麦背景中提供抗性，与目前生产上最有效的广谱抗白粉病基因Pm21是直系同源基因，同样表现出广谱抗性(Zhaoetal.Comparativeanalysisofgeneticeffectsofwheat-DasypyrumvillosumtranslocationsT6V#2S·6ALandT6V#4S·6DL.PlantBreeding,2019,138:503-512)。与Pm21相比，PmV尚未在品种中大规模应用，但PmV却表现了良好的育种潜力，对不同白粉菌表现广谱抗性，其转育后代的综合农艺性状也表现突出。目前，利用PmV已经育成了综合农艺性状突出、对白粉病表现广谱抗性的小麦品种扬麦22(Bieetal.DevelopmentandcharacterizationofmarkerMBH1simultaneouslytagginggenesPm21andPmVconferringresistancetopowderymildewinwheat.Mol.Breeding,2015,35:189.)。此外，Pm12是另一个小麦广谱抗白粉病基因，源于拟斯卑尔托山羊草，研究表明Pm12与Pm21很可能也是同源基因，也就是说与PmV很可能也存在同源关系。2020年，Li等(2020)利用转录组测序成功克隆了PmV，在Pm21和Pm12也被克隆的情况下(Heetal.Pm21,encodingatypicalCC-NBS-LRRprotein,confersbroad-spectrumresistancetowheatpowderymildewdisease.MolPlant,2018,11:879-882；参考NCBI：MN334940.1)，证实了PmV与Pm21和PmV是直系同源基因，基因PmV编码了一个CC-NBS-LRR抗病蛋白赋予了小麦白粉病抗性(Lietal.ScreeningandfunctionalcharacterizationofcandidateresistancegenestopowderymildewfromDasypyrumvillosum#4inawheatlinePm97033.TheorApplGenet2020,133:3067-3083)。基因PmV作为已克隆的基因，为其在育种上的转育利用打下了重要基础。为转育PmV基因，目前已开发了少量可追踪PmV基因的分子标记。例如，Li等(2017)利用转录组测序数据，发展了一系列簇毛麦的6VS/6DL易位系(携带PmV基因)的多态性分子标记，其中有3个标记能区分Pm21和PmV(Lietal.DevelopmentandcomparativegenomicmappingofDasypyrumvillosum6V#4S-specifcPCRmarkersusingtranscriptomedata.TheorApplGenet,2017,130:2057–2068)。Bie等(2015)根据PmV基因启动子区域开发的MBH1，具有更高的分辨率和稳定性，使用聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳时都能有效区分Pm21和PmV(Bieetal.DevelopmentandcharacterizationofmarkerMBH1simultaneouslytagginggenesPm21andPmVconferringresistancetopowderymildewinwheat.Mol.Breeding,2015,35:189.)。但是这些标记均是建立实验室凝胶电泳基础上基于普通PCR的分子标记，无法实现高通量、自动化、平台化选育，影响了基因PmV的转育效率。...

【技术保护点】
1.一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记，所述KASP分子标记为KASP-PmV，该标记是根据基因PmV的第3214个碱基位点设计的KASP-PmV的引物扩增DNA模板所获得的核苷酸序列，所述KASP分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示；/n所述KASP-PmV的引物包括簇毛麦等位型上游引物KASP-PmV-F，小麦等位型上游引物KASP-PmV-H和共用下游引物KASP-PmV-C，/n所述上游引物KASP-PmV-F的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示；/n所述上游引物KASP-PmV-H的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示；/n所述共用下游引物KASP-PmV-C的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记，所述KASP分子标记为KASP-PmV，该标记是根据基因PmV的第3214个碱基位点设计的KASP-PmV的引物扩增DNA模板所获得的核苷酸序列，所述KASP分子标记的核苷酸序列如SEQIDNO:1所示；
所述KASP-PmV的引物包括簇毛麦等位型上游引物KASP-PmV-F，小麦等位型上游引物KASP-PmV-H和共用下游引物KASP-PmV-C，
所述上游引物KASP-PmV-F的核苷酸序列如SEQIDNO:2所示；
所述上游引物KASP-PmV-H的核苷酸序列如SEQIDNO:3所示；
所述共用下游引物KASP-PmV-C的核苷酸序列如SEQIDNO:4所示。


2.根据权利要求1所述的小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记，其特征在于，所述上游引物KASP-PmV-F标有FAM荧光信号，标有FAM的簇毛麦等位型上游引物KASP-PmV-F的核苷酸序列如SEQIDNO:5所示，所述上游引物KASP-PmV-H标有HEM荧光信号，标有HEX的小麦等位型上游引物KASP-PmV-H核苷酸序列如SEQIDNO:6所示。


3.一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记在鉴定小麦育种品系/品种中是否携带基因PmV的应用。


4.一种小麦抗白粉病基因PmV的功能KASP分子标记在利用基因PmV进行分子标记辅助选择育种中的应用。


5.一种鉴定小麦材料中是否含有基因PmV的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提取待测样品的DNA，作为扩增模板；
(2)利用基因PmV的功能KASP分子标记KASP-PmV引物对DNA模板进行PCR扩增，得扩增产物；
(3)PCR扩增产物基因型采用荧光定量PCR检测仪进行分析：37℃下测量荧光信号，利用Bio-RadCFXManager3.1读取分型结果，分型结果中若等...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘开昌，刘成，马朋涛，张旭，王江春，李林志，宋文月，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东;37