[发明专利]基于SLAF-seq开发的长穗偃麦草1E染色体特异分子标记及应用

说明书

技术领域

本发明属于作物遗传育种领域，具体为根据基于新一代测序技术和生物信息学原理而发展的特异性长度扩增片段测序技术（Specific Length Amplified Fragment Sequencing，SLAF-seq）对普通小麦和普通小麦-长穗偃麦草附加系的特异片段进行测序，获得海量普通小麦、长穗偃麦草序列，利用计算机软件进行序列数据比对分析，获得大量长穗偃麦草1E染色体特异片段序列，从而开发出大量长穗偃麦草1E染色体特异分子标记。这些标记不仅可用于长穗偃麦草1E染色体的检测，还可为小麦抗性育种中的分子标记辅助选择提供重要的理论与标记基础。此外，基于SLAF-seq技术开发长穗偃麦草特异染色体分子标记的成功，也为该技术应用于其它物种的分子标记开发提供了重要借鉴，为分子育种、系统进化、种质资源鉴定提供重要的应用基础。

背景技术

1小麦育种目标和其野生近缘种

小麦（Triticum aestivum）是世界上总产量仅次于玉米的第二大粮食作物，是人类的主食之一。随着人口的急剧增长、耕地面积的减少，提高小麦产量已成为全世界面临的一个严峻问题。目前小麦育种的主要目标仍然是高产、抗逆和优质，分子标记辅助选择、外源优良基因的应用、多基因聚合是现代小麦育种研究热点(何中虎等,2006)。在育种过程中频繁地使用少数几个亲本，使小麦品种的遗传组成趋向单一化，遗传变异日益贫乏，某种程度上限制了小麦产量的提高（贾继增等，2001）。许多小麦野生近缘物种中存在着大量小麦中所没有的有利遗传资源，充分开发和利用小麦近缘野生种中的优良基因资源培育小麦新品种，已成为小麦育种的目标之一（吕伟东等，2007）。

普通小麦(AABBDD,2n=42)是异源六倍体植物，属于禾本科小麦属普通小麦种(Triticumaestivum L.)，与小麦属关系比较近的属有大麦属(Hordeum)、披碱草属(Elymus)、蝟草属(Asperella)、细坦麦属(Sitanion)、新麦草属(Psathyrostachys)、棱轴草属(Crithopsis)、带芒草属(Taeniatherum)、冰草属(Agropyron)、簇毛麦属(Haynaldia)、黑麦属(Secale)、异形花属(Heteranthelium)、无芒草属(Henrardia)、旱麦草属(Eremopyrum)、山羊草属(Aegilops)等。这些野生近缘种植物中蕴含着栽培小麦中所没有的大量优良基因，是一个巨大的具有潜在利用价值的遗传基因库。该基因库的优良基因如得到利用,对小麦遗传改良将具有重要的价值，不仅能提高其产量、改良品质，更能将丰富的抗病、抗逆基因转入小麦中，改良小麦的抗病性和抗逆性。目前已经与小麦进行杂交的种属有黑麦属(Sando et al,1953)、簇毛麦属(Sears et al,1953;Hyde et al,1953)、偃麦草属(Dvorák et al,1974)、山羊草属(Sears et al,1956;Chapmna et al,1970)、大麦属(Kruse et al,1973;Islam et al,1975)等。这些远缘杂交的成功为近缘野生种的抗旱、耐盐碱以及抗病虫害的优良基因向小麦基因组进行转移奠定了坚实的基础，使得从小麦近缘种属中寻找或开拓新的重要基因资源成为可能。随着现代分子生物学的发展，分子标记与作物育种相结合，它不仅弥补了作物育种中传统的选择准确率低的缺点，而且加快了育种进程。

2小麦的赤霉病抗性

小麦赤霉病（Fusarium head blight,FHB）又叫烂麦头、红麦头、麦穗枯，是主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)引起的一种世界性病害，尤其在温暖湿润和半湿润地区发生严重，是影响小麦高产、稳产和品质的重要因素之一（陆维忠等,2001；Duveiller E,et al，2008）。赤霉病大流行年份病穗率达50％～100％，减产高达10％～40％（姚金保等，2000）。此外,该病由多种镰刀菌引起,病原菌侵染小麦籽粒后产生多种真菌毒素，特别是其中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素会严重威胁人类和家畜的健康（Bai,et al，2004；宋凤英等,2005）。我国长江中下游冬麦区是小麦赤霉病的多发区和重灾区,近年来黄淮麦区和关中麦区小麦赤霉病发生也日趋严重，影响着国内小麦主产区的粮食安全。随着全球性气候变暖和玉米-小麦轮作制度的增加，近10多年来小麦赤霉病在北美和欧洲也大面积发生，造成严重的产量和经济损失(Bai，et al,2004)。