[发明专利]十倍体长穂偃麦草蓝粒性状专化分子标记和荧光原位杂交探针的开发及应用

说明书

本发明公开了十倍体长穂偃麦草蓝粒性状专化分子标记和荧光原位杂交探针的开发及应用。本发明利用特异性位点扩增片段测序技术对普通小麦、蓝粒小麦(蓝58)和长穗偃麦草进行测序，通过序列数据比对分析获得长穗偃麦草4Ag染色体特异DNA序列，以长穗偃麦草4Ag染色体特异序列为基础，开发出来源于长穂偃麦草4Ag染色体的蓝粒性状的专化分子标记和专化荧光探针。本发明提供的分子标记和探针可用于长穗偃麦草向小麦转移染色体片段过程中蓝粒表型的鉴定，不仅为蓝粒基因的定位及克隆奠定基础，也为蓝粒性状的分子标记辅助选择提供依据。

技术领域

本发明属于作物遗传育种领域，具体涉及十倍体长穂偃麦草蓝粒性状专化分子标记和荧光原位杂交探针的开发及应用。

背景技术

长穂偃麦草(Thinopyrum ponticum，2n＝10x＝70)是多年生草本植物，属于禾本科偃麦草属，是小麦重要的野生近缘种。它具有长穗多花、适应性广、耐逆性强等优良性状，蕴藏着许多普通小麦所不具备的优良基因(Shannon，1978；Cox，1991)，且易与小麦杂交结实，是改良现有小麦品种的宝贵资源库。通过远缘杂交及染色体工程，李振声等从普通小麦与长穗偃麦草的杂交后代中选育出了蓝粒小麦(蓝58)。蓝粒小麦外部形态像普通小麦，突出特点是种子为深蓝色，蓝色色素存在于胚乳细胞糊粉层中。该特性呈胚乳直感、显性遗传，并有明显的剂量效应，是小麦细胞遗传学研究的理想形态学特征(Li et al.,1986)。经分子细胞遗传学分析，蓝粒小麦染色体数目为42条，是一对携带蓝粒基因的长穗偃麦草4Ag染色体代换了一对小麦4D染色体后形成的异代换系(Zheng et al.,2006)。利用花粉辐射将携带蓝粒性状的染色体打断，并通过杂交和连续回交转移至普通小麦背景下，创制出蓝粒易位系，不仅可以用于蓝粒基因的物理定位，而且也为利用蓝粒标记进行小麦细胞遗传学研究提供工具材料。

蓝粒小麦籽粒表型鉴定需要到籽粒灌浆后期才能进行，无法在小麦生长发育早期进行选择。虽然一些遗传学手段，如染色体分带、基因组原位杂交(Genomic in situhybridization，GISH)等技术，能够用于小麦遗传背景下长穂偃麦草遗传物质的检测，但这些技术费时、费力，对操作技巧或仪器设备的要求也较高，且这些实验手段难以实现高通量筛选与规模化鉴定。分子标记辅助选择(Marker Assisted Selection)是利用与目标基因紧密连锁的分子标记或功能标记，在杂交后代中准确鉴别不同个体基因型，并据此进行辅助选择的育种技术。利用长穂偃麦草染色体专化分子标记进行标记辅助选择(MAS)对于利用偃麦草优异基因，加速小麦分子育种进程具有重大意义。例如，利用来源于长穂偃麦草抗秆锈病基因Sr24、Sr25、Sr26及Sr43的连锁标记，能够开展抗病种质资源的筛选、外源遗传物质的鉴定及抗病基因的定位，有效地提高了分子标记辅助选择育种的效率(Ayala-Navarrete et al.,2007；Margo et al.,2005；Niu et al.,2014；Yu et al.,2010；Zhenget al.,2014)。