[发明专利]检测小麦粒重TaRSR-A1基因的KASP标记及其应用

说明书

本发明涉及检测小麦粒重TaRSR‑A1基因的KASP标记及其应用，属于分子遗传育种技术领域，本发明提供特异成套引物Kasp‑TaRSR‑A1，利用所述Kasp‑TaRSR‑A1进行小麦千粒重TaRSR‑A1基因的检测，人为误差低，分析通量高，适用大量样本的检测。本发明提供的共显性分子标记应用于TaRSR‑A1基因的转育，对于加快利用小麦千粒重TaRSR‑A1基因进行遗传改良，提高育种效率具有重要实践意义。

技术领域

本发明属于分子遗传育种技术领域，特别涉及千粒重TaRSR-A1基因高通量KASP（Kompetitive Allele-Specific PCR，竞争性等位基因特异性PCR）标记开发及应用。

背景技术

小麦是世界三大粮食作物之一，育种的重要目标是提高产量并改良加工品质。小麦单产是一个复杂性状，为方便研究，可将其表示为单位面积粒数和粒重的乘积，而单位面积的粒数又可以分解为单位面积穗数和每穗粒数。每一项增加都可以提高单产，但各因子相互制约，只有协调发展穗数、粒数、粒重，才能达到高产。通过对不同年份育成品种的研究发现，上世纪小麦单产的提高主要依赖于单位面积粒数的增加（Fischer 2008;Hawkesford et al. 2013）。1980年以来，粒重在产量提高方面所起作用日益显现（Calderini and Ortiz-Monasterio 2003; Sadras and Lawson 2011）。过去几十年里，我国河南和山东小麦的产量潜力仍在继续增长，穗粒数显著提高，其中河南省的粒重也在明显增加（Gao et al. 2017; Xiao et al. 2012; Zheng et al. 2011）。

虽然已经定位很多粒重相关的QTL，但其在育种中的应用却鲜有报道。主要原因有以下两点：（1）与QTL连锁的标记距离基因太远，不能对其进行准确选择，因此，标记没有通用性，仅对与定位群体有关的材料有效（Bagge et al. 2007; Liu et al. 2012）；（2）普通小麦是经过多次杂交形成的异源六倍体，具有ABD三个亚基因，基因组既庞大又复杂（Penget al. 2011; Salamini et al. 2002），测序进展缓慢，导致QTL精细定位和基因克隆很难实现。不过在最近十几年，利用禾本科植物基因组的共线性关系和基因功能在不同物种间保守性，已从小麦中克隆了很多基因并开发了功能标记，其中很多与粒重性状相关。这些基因分布在1A、1B等17个染色体。

近年来，小麦的遗传转化取得重大进展、基因编辑技术日益成熟，一些基因的功能得到验证，如TaGW2（Wang et al. 2018）、TaGASR7（Zhang et al. 2016）、TaPSTOL（Milneret al. 2018），使我们对小麦粒重和籽粒大小的调控机制有了一定了解。Liu et al(2016)研究表明，通过大麦条纹花叶病毒-病毒诱导基因沉默 (BSMV-VIGS)方法，确定了TaRSR1基因在调节小麦淀粉合成中的功能。TaRSR1作为负调节因子，通过调节特定淀粉合成相关酶基因的表达，在小麦籽粒淀粉合成中发挥重要作用。同时，影响千粒重和籽粒大小。

KASP标记已广泛应用于检测小麦、水稻和玉米等作物的SNP位点（Ertiro等，2015；Chandra等，2016；Steele等，2018），无需电泳，可实现高通量基因分型。利用小麦SNP芯片的基因型数据进行QTL定位和全基因组关联分析，将连锁SNP转化为KASP标记（Liu等，2016；Rasheed，2016，2017；Jia 2018；Fu等，2020；Jiang等，2021），可直接应用于分子标记辅助选择育种。

发明内容