[發明專利]基于SLAF-seq開發的長穗偃麥草1E染色體特異分子標記及應用

有效

• 申請號: 201210510939.3
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102925440A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳建民;陳士強;高勇;黃澤峰;秦樹文;戴毅;高營營
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C12N15/11
• 分類號: C12N15/11;C12Q1/68;A01H1/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明屬于作物遺傳育種領域，具體為根據基于新一代測序技術和生物信息學原理而發展的特異性長度擴增片段測序技術（Specific?Length?Amplified?Fragment?Sequencing，SLAF-seq）對普通小麥和普通小麥-長穗偃麥草附加系的特異片段進行測序，獲得海量普通小麥、長穗偃麥草序列，利用計算機軟件進行序列數據比對分析，獲得大量長穗偃麥草1E染色體特異片段序列，從而開發出大量長穗偃麥草1E染色體特異分子標記。這些標記不僅可用于長穗偃麥草1E染色體的檢測，還可為小麥抗性育種中的分子標記輔助選擇提供重要的理論與標記基礎。此外，基于SLAF-seq技術開發長穗偃麥草特異染色體分子標記的成功，也為該技術應用于其它物種的分子標記開發提供了重要借鑒，為分子育種、系統進化、種質資源鑒定提供重要的應用基礎。

背景技術

1小麥育種目標和其野生近緣種

小麥（Triticum?aestivum）是世界上總產量僅次于玉米的第二大糧食作物，是人類的主食之一。隨著人口的急劇增長、耕地面積的減少，提高小麥產量已成為全世界面臨的一個嚴峻問題。目前小麥育種的主要目標仍然是高產、抗逆和優質，分子標記輔助選擇、外源優良基因的應用、多基因聚合是現代小麥育種研究熱點(何中虎等,2006)。在育種過程中頻繁地使用少數幾個親本，使小麥品種的遺傳組成趨向單一化，遺傳變異日益貧乏，某種程度上限制了小麥產量的提高（賈繼增等，2001）。許多小麥野生近緣物種中存在著大量小麥中所沒有的有利遺傳資源，充分開發和利用小麥近緣野生種中的優良基因資源培育小麥新品種，已成為小麥育種的目標之一（呂偉東等，2007）。

普通小麥(AABBDD,2n=42)是異源六倍體植物，屬于禾本科小麥屬普通小麥種(Triticumaestivum?L.)，與小麥屬關系比較近的屬有大麥屬(Hordeum)、披堿草屬(Elymus)、蝟草屬(Asperella)、細坦麥屬(Sitanion)、新麥草屬(Psathyrostachys)、棱軸草屬(Crithopsis)、帶芒草屬(Taeniatherum)、冰草屬(Agropyron)、簇毛麥屬(Haynaldia)、黑麥屬(Secale)、異形花屬(Heteranthelium)、無芒草屬(Henrardia)、旱麥草屬(Eremopyrum)、山羊草屬(Aegilops)等。這些野生近緣種植物中蘊含著栽培小麥中所沒有的大量優良基因，是一個巨大的具有潛在利用價值的遺傳基因庫。該基因庫的優良基因如得到利用,對小麥遺傳改良將具有重要的價值，不僅能提高其產量、改良品質，更能將豐富的抗病、抗逆基因轉入小麥中，改良小麥的抗病性和抗逆性。目前已經與小麥進行雜交的種屬有黑麥屬(Sando?et?al,1953)、簇毛麥屬(Sears?et?al,1953;Hyde?et?al,1953)、偃麥草屬(Dvorák?et?al,1974)、山羊草屬(Sears?et?al,1956;Chapmna?et?al,1970)、大麥屬(Kruse?et?al,1973;Islam?et?al,1975)等。這些遠緣雜交的成功為近緣野生種的抗旱、耐鹽堿以及抗病蟲害的優良基因向小麥基因組進行轉移奠定了堅實的基礎，使得從小麥近緣種屬中尋找或開拓新的重要基因資源成為可能。隨著現代分子生物學的發展，分子標記與作物育種相結合，它不僅彌補了作物育種中傳統的選擇準確率低的缺點，而且加快了育種進程。

2小麥的赤霉病抗性

小麥赤霉病（Fusarium?head?blight,FHB）又叫爛麥頭、紅麥頭、麥穗枯，是主要由禾谷鐮刀菌(Fusarium?graminearum?Schwabe)引起的一種世界性病害，尤其在溫暖濕潤和半濕潤地區發生嚴重，是影響小麥高產、穩產和品質的重要因素之一（陸維忠等,2001；Duveiller?E,et?al，2008）。赤霉病大流行年份病穗率達50％～100％，減產高達10％～40％（姚金保等，2000）。此外,該病由多種鐮刀菌引起,病原菌侵染小麥籽粒后產生多種真菌毒素，特別是其中的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)毒素會嚴重威脅人類和家畜的健康（Bai,et?al，2004；宋鳳英等,2005）。我國長江中下游冬麥區是小麥赤霉病的多發區和重災區,近年來黃淮麥區和關中麥區小麥赤霉病發生也日趨嚴重，影響著國內小麥主產區的糧食安全。隨著全球性氣候變暖和玉米-小麥輪作制度的增加，近10多年來小麥赤霉病在北美和歐洲也大面積發生，造成嚴重的產量和經濟損失(Bai，et?al,2004)。