[发明专利]一种长穗偃麦草通用4E染色体特异的KASP分子标记及其应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种长穗偃麦草通用4E染色体特异的KASP分子标记及其应用。具体技术方案为：包括4E染色体短臂(4ES)上的KASP分子标记TWK4ES‑1、TWK4ES‑3、TWK4ES‑4和4E染色体长臂(4EL)上的KASP分子标记TWK4EL‑2、TWK4EL‑5、TWK4EL‑6、TWK4EL‑7、TWK4EL‑8、TWK4EL‑9中的任意一种或几种。本发明提供的分子标记遗传稳定性好、分辨率高，为高通量检测和追踪不同小麦背景下不同来源的长穗偃麦草4E染色体、加快长穗偃麦草4EL或4ES上优异基因的转移和利用提供了有力工具，可应用于小麦染色体工程育种和分子标记辅助选择育种。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种长穗偃麦草4E染色体特异KASP分子标记及其应用。

背景技术

小麦是世界上最重要的粮食作物之一。传统的杂交育种导致小麦品种遗传基础变窄，极大降低了育种中可用遗传资源的多样性；新出现的病害及气候变化对小麦的安全生产造成严重威胁。黑麦、簇毛麦等小麦近缘物种具有抗寒、抗旱、耐盐碱、抗多种小麦病害(赤霉病、锈病、白粉病等)等各种优良特性，是小麦遗传改良的宝贵基因资源。因此，通过种间远缘杂交将野生近缘物种所携带的优异基因转移到普通小麦是解决小麦品种遗传基础变窄这一问题的有效途径。

长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host)D.R.Dewey)系禾本科、小麦族、偃麦草属多年生植物，包含染色体倍性不同的多个物种，基本染色体组为E。目前已鉴定的主要有二倍体(2n＝2x＝14，E₁E₁)、四倍体(2n＝4x＝28，E₁E₁E₂E₂)和十倍体(2n＝10x＝70，E₁E₁E₂E₂E₃E₃E₄E₄E₅E₅)长穗偃麦草。长穗偃麦草具有高产(大穗和多花多粒)、抗病(叶锈、条锈、秆锈、白粉、赤霉和黄矮病等)、抗逆(耐寒、耐旱、耐盐碱、耐湿和耐贫瘠)和高蛋白等多种重要的优异农艺性状，是拓宽小麦基因库的优良候选物种。例如，长穗偃麦草的1E和7E染色体上的抗赤霉病基因已成功用于培育小麦抗赤霉病新品种，3E和5E染色体上可能含有耐盐基因，2E和4E染色体上携带增强小麦光合作用的基因，4E和6E染色体上存在耐低磷营养胁迫基因，5E染色体上则存在抑制低磷胁迫的基因等。

分子标记是鉴定小麦远缘杂交种质的有效工具，可以快速准确地鉴定和追踪导入小麦背景中的外源遗传物质，从而加速优良种质资源的规模化筛选，有效提高分子标记辅助选择育种的效率。目前针对二倍体、四倍体和十倍体长穗偃麦草已经开发了众多类型的长穗偃麦草染色体特异的分子标记，但均为基于实验室凝胶电泳检测PCR扩增片段多态性的分子标记技术，无法实现自动化、平台化筛选，且在长穗偃麦草不同倍性物种之间不通用，难以广泛用于不同来源长穗偃麦草杂交育种后代群体的大规模鉴定筛选，阻碍了长穗偃麦草优异基因资源的有效开发和应用。

单核苷酸的多态性(Single Nucleotide Polymorphisms，SNP)是指在基因组水平上单个核苷酸的变异(转换、颠换、缺失和插入)所引起的DNA序列多态性。SNP具有遗传稳定性高、位点丰富、分布广泛、适于高通量分析检测等优点，已成为第三代分子标记，大大提升了目标位点的选择效率。KASP标记是基于竞争性等位基因特异性PCR(KompetitiveAllele-Specific PCR，KASP)技术的SNP基因分型方法，具有通量化程度高、低成本、遗传稳定性好、数据自动化采集等特点，能够快速准确、高通量、平台化地实现基因分型。

目前，基于KASP的高通量SNP分型技术用于小麦背景中外源遗传物质鉴定的研究尚处于起步阶段，携带优良基因的4E染色体的特异KASP标记尚未有报道。

发明内容