[發(fā)明專利]與小麥千粒重相關(guān)的基因、功能標(biāo)記及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410033076.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103820476A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斯深;張照貴;趙巖;孔凡美;郭營(yíng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/54
• 分類號(hào): C12N15/54;C12N15/11;C12Q1/68
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 白海靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及小麥分子生物技術(shù)與育種應(yīng)用領(lǐng)域，具體地說是一種與小麥千粒重相關(guān)的基因、分子標(biāo)記及其應(yīng)用

背景技術(shù)

小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一，因此選育高產(chǎn)小麥品種一直被育種家高度重視。研究證明，主要受籽粒大小性狀影響的千粒重是最穩(wěn)定的產(chǎn)量直接構(gòu)成因素，小麥的千粒重每增加1g，每公頃小麥的產(chǎn)量將增加140-160kg（Tian?et?al.2006）。可見，提高小麥千粒重以增加產(chǎn)量是小麥最重要的育種目標(biāo)之一。

功能標(biāo)記是根據(jù)功能基因內(nèi)部引起表型性狀變異的多態(tài)性基序開發(fā)出來的一種新型分子標(biāo)記，是來源于控制表型的基因序列內(nèi)部，在鑒別基因序列的表型功能后，挖掘該序列中的多態(tài)性信息及對(duì)應(yīng)序列的表型效應(yīng)，從而開發(fā)出能夠區(qū)分和預(yù)測(cè)（復(fù)）等位基因及相對(duì)性狀的DNA標(biāo)記（Andersen?J?R?and?L?bberstedt?T?2003）。由于功能標(biāo)記來自基因內(nèi)的功能性基序，不需要進(jìn)一步驗(yàn)證就可以在不同的遺傳背景下確定目標(biāo)等位基因的有無，因此在作物遺傳育種的研究應(yīng)用中較傳統(tǒng)分子標(biāo)記更具高效、便捷等優(yōu)勢(shì)。

蔗糖非酵解型蛋白激酶是廣泛存在于植物中的一類Ser/Thr類蛋白激酶，分為SnRK1、SnRK2和SnRK3三個(gè)亞家族。其中SnRK2家族基因在植物脫落酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、滲透脅迫響應(yīng)、氣孔開閉、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收以及生長(zhǎng)發(fā)育過程中具有重要作用（Anna?et?al.2011）。將小麥的SnRK2家族成員轉(zhuǎn)化擬南芥進(jìn)行功能研究，結(jié)果表明，該基因家族成員能顯著提高轉(zhuǎn)基因擬南芥的抗逆性，同時(shí)改善轉(zhuǎn)基因植株的碳水化合物和能量代謝，調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)發(fā)育和生量的積累（Mao?et?al.2010；Zhang?et?al.2010；Zhang?et?al.2011）。因此，SnRK2基因家族成員可能具有影響小麥千粒重，提高小麥產(chǎn)量的潛在價(jià)值。目前，尚未有關(guān)于該基因家族成員影響小麥千粒重的研究報(bào)道。

因此，克隆與小麥千粒重相關(guān)基因SnRK2，開發(fā)相關(guān)的功能標(biāo)記，進(jìn)行單倍型分析，并與千粒重性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析尋找優(yōu)異的單倍型，對(duì)于提高小麥千粒重、獲得高產(chǎn)小麥新品種具有極其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種與小麥千粒重相關(guān)的基因TaSnRK2.10、與所述基因相關(guān)的功能標(biāo)記開發(fā)及其應(yīng)用，通過該功能標(biāo)記對(duì)待測(cè)小麥品種或品系的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，可以快速篩選出具有較高千粒重的小麥材料。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

與小麥千粒重相關(guān)的基因TaSnRK2.10，該基因包括TaSnRK2.10-4A、TaSnRK2.10-4B和TaSnRK2.10-4D；其中所述TaSnRK2.10-4A的cDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：1所示、gDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：4所示，所述TaSnRK2.10-4B的cDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：2所示、gDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：5所示，所述TaSnRK2.10-4D的cDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：3所示、gDNA核苷酸序列如SEQ?ID?NO：6所示。

本發(fā)明克隆小麥千粒重相關(guān)基因TaSnRK2.10基因的步驟如下：

1、小麥TaSnRK2.10?cDNA序列電子克隆：（1）以NCBI提交的水稻SAPK10(Accession:AB125311)基因序列為探針，搜索小麥EST數(shù)據(jù)庫(kù)，將得到的序列用DNAMAN軟件拼接，對(duì)開放閱讀框進(jìn)行預(yù)測(cè)，以獲取完整的小麥SnRK2.10cDNA序列；（2）根據(jù)得到的全長(zhǎng)cDNA序列用Primer5軟件設(shè)計(jì)并篩選出兩對(duì)特異引物SnRK2.10-1和SnRK2.10-2，分別用于小麥SnRK2.10cDNA和gDNA基因克隆。