[发明专利]一种四倍体长穗偃麦草1E染色体分子标记及其应用

说明书

本发明公开了一种四倍体长穗偃麦草1E染色体分子标记及其应用。所述的分子标记是以四倍体长穗偃麦草的基因组DNA为模板，采用引物对1～25中的任一对进行扩增得到的DNA分子。本发明对获得的四倍体长穗偃麦草1E染色体特异序列，开发了四倍体长穗偃麦草1E染色体的特异分子标记，并在小麦及其近缘属物种中进行了验证。本发明开发的特异标记不仅可用于四倍体长穗偃麦草1E染色体(或片段)的快速检测，而且可以准确地鉴别四倍体长穗偃麦草与二倍体、十倍体长穗偃麦草及其他近缘属物种染色体，这为小麦族系统进化、种质资源鉴定和分子标记辅助选择育种提供了重要途径。

技术领域

本发明属于作物遗传育种技术领域，具体涉及一种四倍体长穗偃麦草1E染色体分子标记及其应用。

背景技术

普通小麦(Triticum aestivum L.，2n＝6x＝42，AABBDD)是世界上种植面积最大、总产量仅次于玉米的粮食作物，养活了世界上约40％的人口(李圣军2017)。然而，随着耕作制度的变化、育种中少数亲本的反复使用以及环境条件的改变，普通小麦遗传多样性变低，其对生物和非生物胁迫的抗性也降低，这严重制约着其产量、抗性和品质的进一步提高(张璐璐2016)。小麦近缘物种中包含许多普通小麦所不具有的优良基因，目前主要通过远缘杂交将这些优良基因导入到普通小麦，来丰富小麦的遗传多样性。

长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host)D.R.Dewey)是小麦近缘物种，属禾本科、小麦族、偃麦草属。主要生长在温带和寒冷地带，具有许多优良特性，如多花，高蛋白含量，强适应性和繁殖能力等。另外长穗偃麦草还包含许多抗逆和抗病的基因，如抗寒、抗旱、耐盐碱、抗多种小麦病害(赤霉病、锈病、白粉病、黄矮病等)，因此可以作为改善小麦生物和非生物抗性的重要潜在基因供体(闫小丹等2010)。它包括二倍体(2n＝2x＝14，EE)，四倍体(2n＝4x＝28，EEEE)和十倍体(2n＝10x＝70，EEEEEEStStStSt)三种倍性。以前的研究表明二倍体的E基因组是长穗偃麦草的基本基因组，并且其与普通小麦(ABD基因组)的遗传分化程度较小，因此易与和小麦杂交，产生附加系、代换系、易位系等中间材料，被广泛应用于小麦遗传改良及育种中(and Chen 1984；Li等2008)。

有关四倍体长穗偃麦草的研究如下：李娜等(2005)等推测四倍体长穗偃麦草可能是一个异源四倍体。韩方普等(1993)首次获得四倍体长穗偃麦草与硬粒小麦及提莫菲维小麦的属间杂种。由四倍体长穗偃麦草和硬粒小麦杂交回交形成的六倍体小偃麦8801、8802、8803均高抗赤霉病，8802，8803高抗杆锈菌小种Ug99(Guo等2015)。在六倍体小偃麦8801与硬粒小麦的杂交后代中，黄泽峰等(2013)选育出了硬粒小麦-长穗偃麦草7E双体异附加系。李海凤等(2016)探讨了长穗偃麦草染色体在硬粒小麦背景中的传递特征，结果表明1E传递率最高，6E传递率最低。Liu等(2018)获得了一个抗赤霉病的硬粒小麦二体附加系(2n＝30)，由28条硬粒小麦的染色体和2条长穗偃麦草的7E染色体组成。六倍体小偃麦8801和六倍体小黑麦T182杂交形成的小麦-黑麦-长穗偃麦草三属杂种后代对赤霉病、叶锈病、杆锈菌小种Ug99均表现出优越的抗性(Dai等2017)。我们课题组利用8801和四川麦区小麦品种(蜀麦482，川农16，蜀麦51等)杂交回交获得了一些小麦-四倍体长穗偃麦草的异染色体系，其染色体条数在40-47之间，并且后代中70％的材料高抗条锈病(Li等2018a)，利用寡聚核苷酸探针pSc119.2、pTa535、pTa71和pTa713，开发了四倍体长穗偃麦草E基因组的FISH模式图(Li等2018b)，这对于小麦-四倍体长穗偃麦草衍生后代中E染色体组的鉴定具有非常重要的意义。

开发长穗偃麦草分子标记可以快速准确的检测在小麦-长穗偃麦草衍生后代的长穗偃麦草染色质，目前基于各种分子标记技术已经开发了许多长穗偃麦草的特异分子标记，具体见表1。然而，这些分子标记的开发主要集中在二倍体长穗偃麦草和十倍体长穗偃麦草，而只针对四倍体长穗偃麦草染色体的特异分子标记较少，这阻碍了四倍体长穗偃麦草优异基因资源的开发和应用。

表1长穗偃麦草特异分子标记