[发明专利]一对用于选育高千粒重小麦品种的功能标记

说明书

技术领域

本发明涉及分子育种领域，具体涉及一种用于选育高千粒重的小麦品种的功能标记以及该标记在分子育种中的应用。

背景技术

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，随着人口的增长、耕地面积的减少以及粮食生产成本的不断提高，高产、超高产育种将是我国小麦育种的永恒主题。穗数、穗粒数和千粒重是小麦产量构成的三要素，其中千粒重的遗传力相对较高，属于主效基因调控加微效基因修饰的数量性状，已报道的很多功能基因最终都对千粒重具有不同的贡献，因此千粒重的调控网络较为复杂，剖析粒重的调控机理，研究相关基因及其之间的互作效应，对高产小麦新品种的选育具有重要参考价值。

bHLH转录因子是植物中的第二大类转录因子，在调控植物的生长发育和响应非生物胁迫中发挥着重要的作用。前人研究证明bHLH转录因子家族参与可溶性糖的分配、GA合成和分解以及ABA信号途径。在小麦灌浆期间，可溶性糖的分配情况会影响到籽粒的灌浆充实程度，最终会影响到小麦的籽粒大小和粒重。

PTF1基因是一个具有bHLH结构域的转录因子。OsPTF1最早在水稻中被克隆，其对磷胁迫表现出耐受性，在过表达OsPTF1的转基因水稻中，磷利用的效率得到显著提高。在磷缺乏的水培条件下，转基因植株的分蘖能力、根茎生物量、植株的磷含量都比野生型植株高30％左右。在水培和大田试验中，低磷水平下的转基因植株的分蘖数、单穗重和磷含量也同样比野生型高大约20％左右。张举仁等研究同样表明，在玉米中过表达ZmPTF1有利于植株的根部发育、生物量的增加、植株的分蘖能力的增强及籽粒变大。通过生物量试验以及高效液相色谱分析了可溶性糖的组分,还发现玉米的碳代谢途径受到ZmPTF1表达水平和磷浓度影响。过表达ZmPTF1增加蔗糖合成过程中的果糖-1,6-二磷酸盐酶和蔗糖磷酸盐合酶在叶片中的表达。相反，过表达ZmPTF1会降低涉及蔗糖分解代谢过程中的基因在根部的表达。因而，ZmPTF1通过调控果糖-1,6-二磷酸盐酶,蔗糖磷酸盐合酶(SPS1)，转化酶(Ivr1和Ivr2b)以及蔗糖合酶(SUSl、SUS2和ShlB)等在低磷酸盐情况下的表达，从而参与了糖分配。高剑瑞等利用玉米Affymetrix表达谱基因芯片对玉米自交系A318正常和穗发芽籽粒胚中进行了基因差异表达分析，结果表明，ZmPTF1基因在穗发芽的玉米胚中下调表达。然而，小麦中有关PTF1基因的相关研究还未见报道。

随着分子生物学技术的迅速发展,分子标记辅助选择(MAS)被广泛应用于分子育种中，由于其不受环境和育种世代的影响，可以进行早代选择和预测，大大缩短了小麦育种年限。功能标记是一类基于基因特定序列开发的标记，与目标基因共分离，大大提高了选择的准确性。因此功能标记的开发为小麦分子辅助标记育种提供了依据。

由于小麦是异源六倍体，其基因组比较复杂，与粒重有关的功能基因鉴定的较少。已克隆的功能基因主要位于2A，前者是从水稻中同源克隆的控制粒宽和粒重的主效基因TaGW2，后者是与小麦粒重相关的细胞壁转化酶基因TaCWI。因此，寻求一种基于小麦粒重相关基因序列的实用性功能标记，将为利用分子手段选育高产小麦新品种提供支撑。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的一个目的是提供了一对用于选育高千粒重小麦品种的功能标记，以辅助小麦高产分子育种。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的一个优选方面提供了一对用于选育高千粒重小麦品种的功能标记，该标记位于小麦7B染色体上，其核酸序列如序列表中的SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。

本发明的另一个优选方面提供了一种获得上述功能标记的方法，包括如下步骤：1)NCBI上搜索小麦的EST序列，电子克隆包括一部分5‘UTR和3’UTR的TaPTF1基因序列；

2)以该电子组装的序列为模板，在小麦cDNA中PCR扩增获得包括ORF在内的2012bp，在小麦基因组DNA中进行PCR扩增，获得TaPTF1-B基因的全长；

3)以此获得的基因组序列为模板，设计一对具有多态性的分子标记。

进一步的，上述步骤2)中在小麦cDNA中PCR扩增获得包括ORF在内的2012bp的核酸序列为如序列表中的SEQ ID NO.4所示。

更进一步的，上述步骤2)中获得的TaPTF1-B基因的核酸序列为如序列表中的SEQ ID NO.3所示。

本发明还提供了上述的功能标记在小麦育种中的应用。