[发明专利]高粱亚糊粉层厚度相关基因的分子标记及应用

说明书

本发明涉及一种高粱亚糊粉层厚度相关基因的分子标记及应用。本发明通过全基因组关联分析的方法挖掘到与亚糊粉层厚度显著相关的SNP位点，进而开发出了分子标记SA1。该分子标记在亚糊粉层薄的材料中扩增产物1296位碱基为C，亚糊粉层厚的材料中扩增产物1296位碱基为T。该标记能够显著影响高粱亚糊粉层厚度，但对籽粒大小没有显著影响。因此，本发明的提出为筛选营养品质高富集的高粱材料提供了新的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种高粱亚糊粉层厚度相关基因的分子标记及应用，属于高粱营养品质改良和作物分子生物学设计育种领域。

背景技术

谷物籽粒的胚乳由最外层的糊粉细胞和最内层的淀粉质胚乳细胞组成，糊粉层主要积累蛋白质、脂质和酚类物质，而淀粉质胚乳主要积累淀粉；在谷物籽粒的成熟阶段，胚乳淀粉的积累速率是不同步的；根据营养积累量，淀粉质胚乳中形成的不同细胞可分为三大类：亚糊粉层细胞、棱柱细胞和中心细胞(Laser microdissection-based geneexpression analysis in the aleurone layer and starchy endosperm of developingrice caryopses in the early storage phase.Rice.8:57；Ishimaru T,et al.(2015)Spatial distribution of functional components in the starchy endosperm ofwheat grains.J.Cereal Sci.91:102869；Shewry PR,et al.(2019)Proteinaccumulation in aleurone cells,sub-aleurone cells and the center starchendosperm of cereals.Plant Cell Rep.33:1607-1615；Zheng Y,et al.(2014))。在谷类种子中，糊粉层和亚糊粉层是蛋白质的主要储存部位。形态学分析发现，与淀粉胚乳的其他类型的细胞相比，亚糊粉层细胞含有更高的蛋白质含量和更低的淀粉含量，显微观察也显示只有一小部分的淀粉颗粒分布在富含蛋白质的亚糊粉层细胞中；这些结果表明，亚糊粉层细胞可能与淀粉质胚乳中的其他细胞类型起源不同；此外，半薄切片染色可以更直观地显示亚糊粉层中具有丰富的蛋白，如图1所示，事实上，先前的研究已经表明，小麦面粉的亚糊粉蛋白含量平均为54％；因此，亚糊粉层含量与面粉的营养价值直接相关(Variation inprotein composition within the endosperm of hard wheat.Cereal Chem.46:293-300；Kent N,et al.(1969)Subaleuron endosperm cells of high proteincontent.Cereal Chem.43:585-601；Kent N.(1966)Starch synthesis in the cerealendosperm.Curr.Opin.Plant Biol.6:215-222；James MG,et al.(2003)Spatialdistribution of functional components in the starchy endosperm of wheatgrains.J.Cereal Sci.91:102869；Shewry PR,et al.(2019))。

随着测序技术的发展和成本的降低，越来越多的植物基因组被解析，且精度越来越高，以全基因组基因型为基础，与特定表型进行的关联分析成为了快速获取候选位点的方法。关联分析具有节约时间成本、广度大和精度高等显著优点，逐渐成为研究植物数量性状的有力工具(Genetic association mapping and genome organization ofmaize.Current Opinion in Biotechnology,17:155-160；Yu J,et al.(2006))。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种与高粱亚糊粉层厚度相关基因的分子标记，可用于种质资源的筛选或鉴定，为筛选营养品质高富集的高粱品种提供新的技术手段。