[发明专利]一种低磷条件下提升大麦收获指数QTL位点的分子标记及应用

说明书

本发明提供一种土壤低磷条件下提升大麦收获指数QTL位点的分子标记及应用，该分子标记为Hvc316，其核苷酸序列如SEQ ID No:1所示，位于大麦3H染色体上，能准确跟踪低磷条件下提升大麦收获指数QTL位点，预测大麦的在低磷条件下的收获指数特性，进而方便进行养分高效利用的分子设计育种。本发明还提供分子标记Hvc316在大麦高产养分高效的育种应用。利用本发明提供的方法能够加强低磷条件下大麦收获指数预测的准确性，以便快速筛选出具有提升低磷条件下大麦收获指数QTL的大麦品种或品系用于育种，可大大加快大麦高产高效品种的选育进程。

技术领域

本发明涉及植物营养学和大麦分子育种领域，具体地说，涉及一 种土壤低磷条件下提升大麦收获指数QTL位点Qhi.sau-3H紧密连锁的 SSR分子标记及应用。

背景技术

大麦(Hordeum vulgare L.)是重要的谷类作物之一，种植遍布世界 各地，在世界作物产量中排名第五位，种植面积约56万km2，总产约 1.2亿公吨，我国种植面积约为2438万亩。

磷是作物高产、优质的重要保障，在农业生产中的地位日益突显。 土壤中有效磷含量低是限制作物提高产量的重要因子之一，据报道， 全世界30％～40％的耕地由于土壤缺磷导致作物产量受到严重抑制。 在农业生产上，为解决土壤有效磷供应不足的问题，保证粮食增产， 施用磷肥仍然是目前最为有效的手段之一。然而大量施用磷肥易造成 面源污染，当前磷素对农业面源污染贡献率居各因素之首。因此减施 化学磷肥，提升磷肥利用效率迫在眉睫。研究表明，不同基因型大麦 对磷的吸收利用能力不同，对其产量贡献也存在差异。因此，致力于 磷高效基因型的营养遗传定位研究，改良和提高大麦对土壤磷素吸收 和利用效率，培育磷高效大麦品种是提升大麦增产的有效措施。大麦 产量由生物量及收获指数两大要素组成，对低磷条件下产量性状相关 基因进行定位可为选育高效利用磷素大麦品种、挖掘大麦高效利用磷 肥机理提供理论依据。

产量相关性状为数量性状(Quantitative trait locus，QTL)，受到 多基因的控制，并且受环境作用影响很大。作物高产性状品种的培育 一直以来是作物育种工作者追求的目标。然而当前的研究仅局限于一 般条件下作物自身产量的挖掘潜力，而对不同条件下，尤其是低磷条 件下作物的产量潜力相关基因挖掘还鲜见报道。另一方面，挖掘磷高 效利用基因，提升低磷条件下的作物产量对当前化肥、农药“双减” 中的化肥用量零增长，同时保持作物产量稳定甚至增产具有重要的现 实意义。

野生大麦CN4027单株籽粒重、有效数、籽粒磷含量等性状在不 施磷肥及施用正常水平磷肥条件下均低于栽培大麦Baudin，而收获指 数在两种条件下均高于栽培大麦Baudin。因此，利用CN4027和Baudin 构建遗传研究群体，进一步验证大麦CN4027响应低磷条件下的产量 潜力，定位控制低磷条件下的收获指数基因，寻找紧密连锁的分子标 记，促进低磷条件下提升收获指数基因图位克隆，同时为大麦的磷肥 高效利用育种提供新基因资源，进一步利用分子标记辅助选择，将增 强大麦磷肥利用效率的准确性，提高育种效率，加速大麦磷肥高效利 用品种育成的目标。

分子标记辅助选择，不依赖于表现型选择，即不受环境条件、基 因间互作、基因型与环境互作等多种因素的影响，而是直接对基因型 进行选择，因而能大大提高育种效率。SSR(simple sequence repeats) 又称作微卫星DNA，是由1～6个碱基组成的串联重复单元，由于微 卫星DNA在1个位点上重复单元的数量在居群内和居群间可以产生 更多的多态性，与传统的RAPD、AFLP等分子标记相比，尤其在多个 等位基因间都可以显示差异性，它的共显性和孟德尔遗传方式对大麦 磷肥利用效率的鉴定具有特殊意义。目前SSR技术已被广泛应用于植 物遗传多样性分析、分子作图、基因定位和系谱分析之中。因此，筛 选出与低磷条件下增加大麦收获指数QTL紧密连锁的SSR分子标记， 不仅能对大麦磷肥高效利用基因进行选择，同时提高了磷肥高效利用 基因型大麦筛选的速度和准确性，对规模化改良磷肥高效利用大麦育 种和提升大麦产量具有重要意义。

发明内容