[发明专利]一组与小麦白粉病抗性显著关联的SNP位点及其在遗传育种中的应用

说明书

本发明公开了一组（58个）与小麦白粉病抗性显著关联的SNP位点及其在遗传育种中的应用方法。这些SNP是通过对768份小麦品种和优良品系进行简化基因组测序（GBS）发掘单核苷酸多态性位点（SNP），然后通过抗病性鉴定及全基因组关联分析鉴定出来的。这组SNP位点准确性高、可以转化成KASP标记和SNP芯片，用于小麦抗白粉病基因的定位、精细作图和候选基因鉴定，以及小麦抗白粉病全基因组选择育种。

技术领域

本发明涉及植物分子标记技术领域，具体涉及一组与小麦抗白粉病基因位点显著关联的SNP及其在白粉病抗性的遗传及分子育种中的应用。

背景技术

小麦白粉病是由禾本科布氏白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici）引起的一种气传真菌性病害，是一种世界性病害，在各主要产麦国均有分布。近年来，随着耕作制度的调整和气候的不断变化，该病在我国东北、华北、黄淮和西南等几大主要麦区，均有日趋严重之势。该病主要发生在苗期和成株期，以侵害叶片和叶鞘为主，发病严重时颖壳和麦芒也可受害。小麦白粉病一般在流行年份，可造成产量损失5%-45%，发病严重的田块可高达50%，甚至绝产。因此，挖掘小麦抗白粉病基因并将其应用于小麦育种对小麦白粉病的防治及改善小麦品质、保证小麦高产稳产具有重要意义。

化学防治和选育抗病品种是抵御白粉病危害的有效手段。但长期使用药剂防治会导致病原菌产生抗药性、环境受到污染等一系列问题；鉴定利用抗白粉病基因，选育抗病品种，不仅能解决环境污染问题，还能改善小麦的遗传组成，提高小麦产量，是防治小麦白粉病最经济、安全、有效的措施。

对小麦白粉病抗性进行遗传研究，对了解白粉病抗性的遗传结构、抗病基因作图与克隆，以及在育种中进行有目的的进行抗病基因的选择，对于提高育成品种的白粉病抗性具有非常重要的作用。分子标记技术是进行小麦有关性状的遗传、基因作图、标记辅助育种、基因组选择育种等育种研究中最常用的技术。常用的DNA分子标记有RFLP（限制性长度片段多态性），SSR（简单重复序列）和SNP（单核苷酸多态性）等。传统的RFLP和SSR等分子标记存在通量低、数量少、操作过程繁琐等局限，不能满足遗传与育种研究的需要。而SNP标记在基因组中分布及其丰富，具有二态性，且易于高通量自动化检测，是在遗传研究与育种中最有应用前途的分子标记技术。

目前，常用的SNP的高通量检测技术主要包括测序和DNA芯片技术。利用测序技术对样品材料进行DNA重测序可以获得高密度的SNP标记，但重测序的成本很高。而简化基因组测序Genotyping-by-sequencing (GBS)则先对基因组DNA进行酶切等方法处理以减小基因组的复杂性，构建复杂性低的基因组DNA文库，再利用二代测序技术进行深度测序，一定程度上降低了测序的成本。小麦中利用两种限制性内切酶处理基因组DNA构建DNA文库并通过测序鉴定SNP的技术已经成熟。但是对于相对于小麦庞大的基因组（16G）要进行深度测序成本依然很高，而且GBS数据的处理、序列比对、基因分型等过程对数据分析的要求较高，需要有专业生物信息学背景的人员才能完成，一般育种家难以掌握和利用。

发明内容

控制小麦重要数量性状位点（QTL)的作图、基因克隆以及分子标记辅助选择育种过程中需要开发分子标记。传统的SSR标记通量低、数量少，而基于SNP位点转化而成KASP(Kompetitive Allele Specific PCR)标记，即竞争性等位基因特异性 PCR 技术，能够在广泛的基因组DNA样品中，对SNPs和特定位点上的InDels进行精准的双等位基因判断。以其高度稳定性、准确性和低成本、高通量的特点，可广泛应用于基因定位、基因的精细作图、克隆，大规模育种材料的高通量筛选，在遗传研究和分子标记辅助育种、基因组选择育种中具有重要利用价值。