[发明专利]一种利用Ppd-B1基因甲基化选育小麦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选育小麦的方法；特别涉及一种利用Ppd-B1基因甲基化选育小麦的方法，属于生物技术领域。

背景技术

开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程。植物的开花时间受外在因素和内在因素的共同调控(雍伟东等，2000；Bernier et al.,1981；Lang et al.,1965；Thomas et al.,1997)。光周期(日照长度)是影响植物开花时间的环境因素之一。植物对昼夜相对长度作出反应的现象称为光周期现象(photoperiodism)。植物对光周期的敏感程度决定其开花时间及对外界环境的适应能力。小麦(Triticum aestivum L.)是重要的粮食作物，培育高产优质小麦品种对解决全球粮食问题具有重要意义。在小麦“绿色革命”中，矮杆、抗锈病和由对光周期不敏感特性而决定的大面积适应能力是高产小麦的重要特征(Borlaug et al.,1983)。深入研究控制小麦光周期不敏感位点形成的机理并将其作用于实践，对于提高小麦对环境的适应性，扩大引种范围都具有重要意义。

表观遗传学(epigenetics)主要研究在DNA序列没有发生变异的情况下，基因功能发生改变，并且这种改变又可随细胞的有丝分裂和/或减数分裂遗传下去的现象(Wu et al.,2001)。表观遗传变异主要通过对DNA和组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化等共价修饰以及染色质结构变化来实现。DNA甲基化(DNA methylation)是真核生物基因组中最常见的一种DNA共价修饰形式，是表观遗传学的一个重要研究领域。DNA甲基化作为一种保守的表观遗传修饰现象，参与了许多重要的生物学进程，包括异染色质形成、阻止转座子增殖、基因组印记、调控内源性基因表达以及转基因沉默等。它通常发生在CG二核苷酸序列上，尽管在植物中的CHG和CHH位点上也发生了相当程度的甲基化。DNA甲基化参与了植物体的许多生物学过程，在植物生长发育过程中起着重要的调节作用。

甲基转移酶I(MET I，methyltransferase I)家族在甲基化酶中占主导地位。METI家族的主要功能是维持重复和单拷贝DNA序列的甲基化，将亲代胞嘧啶甲基化模式传递到新复制的子链中，但也可能在重新甲基化中起一定的作用。该酶大多数在CG序列进行甲基化，在CHG(H为除G之外的任何碱基)序列也可以甲基化DNA(Finnegan et al.,2000)。第二种甲基转移酶是染色质甲基化酶(chromomethylase，CMT)，广泛分布于植物中，为植物所特有的甲基化转移酶。该酶在异染色质区催化DNA序列发生甲基化。CMT甲基化酶甲基化的序列为CHG，所以人们认为异染色质甲基化酶是CHG三核苷酸甲基化酶(Genger et al.,1999)。重新甲基化酶(de novo methyltransferases)主要催化胞嘧啶的重新甲基化，结构上类似于哺乳动物的Dnmt3(DNA methyltransferase3)甲基化酶。其特异性在植物DNA序列中的CHG和CHH处发生甲基化。

Ppd-B1基因是小麦重要光周期基因。前人研究表明，拷贝数变异是造成Ppd-B1不敏感位点形成的原因。但是对于该基因，表观遗传修饰方面还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用Ppd-B1基因甲基化选育小麦的方法，本发明从DNA甲基化方面对小麦Ppd-B1基因进行了研究，发现小麦Ppd-B1基因启动子区域的甲基化水平在小麦品种中存在多态性，甲基化程度较高的小麦抽穗较早，甲基化程度较低的小麦抽穗较晚，并且小麦Ppd-B1基因甲基化水平与该基因的表达量呈正相关。

本发明提供扩增SEQ ID No.10所示的DNA分子的引物。

上述引物中，所述引物为SEQ ID No.3和SEQ ID No.4所示的DNA分子。

一种鉴定或辅助鉴定小麦Ppd-B1基因区域Ⅱ甲基化水平高低的试剂盒也属于本发明的保护范围，该试剂盒含有上述任一所述的引物；

所述试剂盒还包含使用说明书，说明书中记载内容如下：以经过亚硫酸氢盐转化后的小麦基因组DNA为模板，以上述任一所述的引物为引物进行PCR扩增,得到PCR扩增产物；将PCR扩增产物用BsrBI酶切，若酶切产物为312bp的单一条带，则待测小麦为甲基化低类型，若酶切产物为150bp和162bp两种带型，则待测小麦为甲基化高类型，若酶切产物为150bp、162bp和312bp三种带型，则待测小麦为甲基化杂合类型；