一种鉴定小麦优势变异染色体及其遗传效应的方法技术

本发明专利技术公开了一种鉴定小麦优势变异染色体及其遗传效应的方法，综合寡核苷酸探针荧光原位杂交、小麦芯片分析、混合分离群体表型比较和BSR

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定小麦优势变异染色体及其遗传效应的方法
一、

[0001]本专利公开了一种鉴定小麦优势变异染色体及其遗传效应的方法，属于作物遗传育种与农业生物

二、
技术介绍

[0002]普通小麦为典型的异源六倍体物种，在经历多倍体化、驯化和改良过程中，为提高逆境胁迫中的适应性，其基因组发生了明显的变异(见参考文献：Badaeva E，Dedkova O，Gay G，Pukhalskyi V，Zelenin A，Bernard S，Bernard M.Chromosomal rearrangements in wheat：their types and distribution[J].Genome，2007，50：907
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926；Dvorak J，Wang L，Zhu T，Jorgensen C，Luo M，Deal K，Gu Y，Gill B，Distelfeld A，Devos K，Qi P，McGuire P.Reassessment of the evolution of wheat chromosomes 4A，5A，and 7B[J].Theoretical and Applied Genetics，2018，131：2451
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2462)。随着作物基因组学的的迅速发展，从分子水平上对小麦驯化和人工选择过程中基因组变异特点的解析取得了很大进展，鉴定出一批选择性标记位点和区段(见参考文献：Hao C，Wang Y，Chao S，Li T，Liu H，Wang L，Zhang X.The iSelect 9K SNP analysis revealed polyploidization induced revolutionary changes and intense human selection causing strong haplotype blocks in wheat[J].Scientific Reports，2017，7：41247；Hao C，Jiao C，Hou J，Li T，Liu H，Wang Y，Zheng J，Liu H，Bi Z，Xu F，Zhao J，Ma L，Wang Y，Majeed U，Liu X，Appels R，Maccaferri M，Tuberosa R，Lu H，Zhang X.Resequencing of 145 landmark cultivars reveals asymmetric sub
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genome selection and strong founder genotype effects on wheat breeding in China[J].Molecular Plant，2020，13：1
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19)，为基于组学的基因组育种提供了重要参考，但是对于选择性标记及其区段的形成机制尚缺乏深入的了解，例如，染色体变异与小麦基因组演化的关系，染色体变异对农艺性状、逆境胁迫和基因表达调控的具体效应是什么尚鲜有直接报道，其中很大的原因在于，一是目前的组学技术尚难以对富含高度重复序列的异染色质区段进行测序和组装，因此大范围的染色体变异特别是相互易位、倒位以及隐性非整倍体等的鉴定尚依赖于细胞遗传分析，但是前期缺乏简单高效的染色体鉴定技术，使大规模分析小麦品种演化中的染色体变异也存在很大的困难；二是，尚缺乏一套将染色体变异与植物基因组演化以及遗传效应分析整合在一起系统研究的技术体系，因而造成目前的组学研究和细胞遗传研究在很多方面尚未相互结合起来。
[0003]染色体变异通过降低杂合体的育性或者通过抑制重组减少了基因流动，因而造成生殖隔离以及新物种的形成(见参考文献：Schubert I.Chromosome evolution[J].Current opinion in plant biology，2007，10：109
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115；Murat F，Xu J，Tannier E，Abrouk M，Guilhot N，Pont C，Messing J，Salse J.Ancestral grass karyotype reconstruction unravels new mechanisms of genome shuffling as a source of plant evolution[J].Genome research，2010，20：1545
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1557)。染色体结构变异由于涉及大片段DNA序列重排因此对进化及人类疾病发生具有重要的影响，在动物、微生物和人类上
研究较为深入(de Jonge R，Bolton M，Kombrink A，van den Berg G，Yadeta K，Thomma B.Extensive chromosomal reshuffling drives evolution of virulence in an asexual pathogen[J].Genome research，2013，23：1271
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1282；Collins R，Brand H，Karczewski K，Zhao X，J，Francioli L，Khera A，Lowther C，Gauthier L，Wang H，Watts N，Solomonson M，O
’
Donnell A，Baumann A，Munshi R，Walker M，Whelan C，Huang Y，Brookings T，Sharpe T，Stone M，Valkanas E，Fu J，Tiao G，Laricchia K，Ruano V，Stevens C，Gupta N，Cusick C，Margolin L，Genome Aggregation Database Production T，Genome Aggregation Database C，Taylor K，Lin H，Rich S，Post W，Chen Y，Rotter J，Nusbaum C，Philippakis A，Lander E，Gabriel S，Neale B，Kathiresan S，Daly M，Banks E，MacArthur D，Talkowski M.A structural variation reference for medical and population genetics[J].Nature，2020，581：444
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451)。但在植物中的研究较少，尤其对于基因组巨大的小麦等作物更缺少深入的研究。基因组学与细胞遗传学的结合，推动了染色体变异机制和效应的研究，特别是基于基因组测序开发的寡核苷酸探针，为清晰识别大范围的染色体结构变异提供了有力工具，大大推动了小麦染色体结构与功能的研究进展。通过这种方式，南京农业大学前期研究成功开发了8个寡核苷酸探针套，用于小麦(见参考文献：Du P，Zhuang L，Wang Y，Yuan 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鉴定小麦优势变异染色体及其遗传效应的方法，其程序包括如下步骤：(1)利用寡核苷酸探针套ONMP#4对扬麦158(Y158)和翻山小麦(FSXM)中的变异染色体(包括结构变异染色体和多态性染色体)进行鉴定，发现五对染色体具有差异，分别为：4A
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3 vs 4A
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1、5A
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4 vs 5A
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1、4B
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2 vs 4B
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1、perInv6B vs 6B
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1、7B
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1 vs 7B
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7；(2)对构建的扬麦158/翻山小麦杂种F2群体、重组自交系(RIL)F8代群体及RIL
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F8杂合单株自交后代群体进行染色体组成分析，明确(1)中鉴定出的变异染色体的遗传传递情况，进行卡方检验，发现除了perInv6B在两个群体偏分离和4A
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3在F2群体中偏分离外，其余变异染色体均正常分离，但在RIL
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F8杂合单株自交后代群体，perInv6B分离正常；(3)将(2)中Y158/FSXM RIL

【专利技术属性】
技术研发人员：亓增军，吴楠，刘鑫，杨阳，王从磊，何梓铭，方佳欣，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：