[發(fā)明專利]一個(gè)影響小麥穗長(zhǎng)的主效QTL及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811258856.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN109402284B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉蓮;李根英;宋國(guó)琦;高潔;張淑娟;張榮志;李瑋;劉敏;陳明麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所
• 主分類號(hào): C12Q1/6895
• 分類號(hào): C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊樂

本發(fā)明屬于小麥遺傳育種領(lǐng)域，提供了一個(gè)影響小麥穗長(zhǎng)的主效QTL，該主效QTL位點(diǎn)位于2D染色體短臂上，在SNP標(biāo)記左標(biāo)記AX?108988107和右標(biāo)記AX?111096297之間；該位點(diǎn)同時(shí)也影響小穗數(shù)；該QTL位點(diǎn)存在一個(gè)編碼IAA?氨基酸水解酶的候選基因；該QTL位點(diǎn)對(duì)穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)的表型變異解釋率分別為27.9%～20.1%和18.5%～10.2%；該QTL位點(diǎn)的正向等位變異來(lái)自親本品種半芒子，該QTL位點(diǎn)在小麥育種中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于小麥遺傳育種領(lǐng)域，具體涉及一個(gè)影響小麥穗長(zhǎng)的主效QTL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，其產(chǎn)量是影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。因此，提高產(chǎn)量一直是育種家最重要育種目標(biāo)之一。小麥產(chǎn)量三要素包括：穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重。然而小麥的這三個(gè)產(chǎn)量性狀都與穗長(zhǎng)密切相關(guān)。因此，育種家將穗長(zhǎng)作為育種中的一個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行研究。

穗長(zhǎng)是數(shù)量性狀，受多個(gè)基因控制。有研究表明穗長(zhǎng)具有較高的遺傳力，穗長(zhǎng)相對(duì)于其他產(chǎn)量性狀而言，若能掌握其遺傳機(jī)制，能更好的輔助小麥育種。隨著QTL定位技術(shù)的逐漸成熟和新標(biāo)記的大量開發(fā)，將會(huì)有更多的與穗長(zhǎng)相關(guān)的基因定位。

許多學(xué)者對(duì)穗長(zhǎng)基因進(jìn)行了QTL定位，發(fā)現(xiàn)控制小麥穗長(zhǎng)的QTL分布在小麥的多條染色體上，分別定位在1A、1B、2A、2B、2D、3A、3B、4A、4B、5A、5B、5D、6A、6B、7A和7B。Li等（2002）利用一個(gè)RIL群體檢測(cè)到7個(gè)與穗長(zhǎng)相關(guān)的QTL，分別定位于1AL、1BS、4AL、7AL和7BL上。Kunar等（2007）定位了21個(gè)穗長(zhǎng)QTL，分別定位在1AS、1BL、1DL、2BL、2DS、2DL、4AL、5AL和5DL染色體上。Manickavelu等（2008）定位了4個(gè)穗長(zhǎng)QTL，分別位于2A和5A染色體上。Patil等（2013）檢測(cè)到5個(gè)控制穗長(zhǎng)的QTL，位于3B、4B和7A上。

但是到目前為止，關(guān)于小麥穗長(zhǎng)的QTL及分子標(biāo)記應(yīng)用到育種中的卻很少。因?yàn)橹暗男←淨(jìng)TL多是利用SSR標(biāo)記構(gòu)建的連鎖圖譜，其標(biāo)記密度較低，且SSR標(biāo)記大多數(shù)是根據(jù)非編碼區(qū)域設(shè)計(jì)的。而SNP標(biāo)記是根據(jù)轉(zhuǎn)錄組或基因序列設(shè)計(jì)，因此為挖掘候選基因提供了更好的方法。利用SNP構(gòu)建的遺傳圖譜密度加大，定位的QTL連鎖標(biāo)記更容易應(yīng)用到育種中。因此，利用SNP芯片定位遺傳效應(yīng)較大并且容易應(yīng)用在分子輔助育種中的穗長(zhǎng)QTL，對(duì)于提高小麥產(chǎn)量育種意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的是提供一個(gè)影響小麥穗長(zhǎng)的主效QTL，該標(biāo)記為SNP標(biāo)記，便于在育種中應(yīng)用。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

本專利提供一個(gè)影響小麥穗長(zhǎng)的主效QTL，該主效QTL位點(diǎn)位于2D染色體短臂上，在SNP標(biāo)記左標(biāo)記AX-108988107和右標(biāo)記AX-111096297之間；所述主效QTL位點(diǎn)同時(shí)也影響小穗數(shù)。

本專利提供的QTL位點(diǎn)存在一個(gè)編碼IAA-氨基酸水解酶的候選基因。

本專利提供的QTL位點(diǎn)對(duì)穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)的表型變異解釋率分別為27.9%～20.1%和18.5%～10.2%。

本專利的作圖群體是一個(gè)由186個(gè)F6代株系組成的重組自交系群體，親本是地方品種半芒子和推廣品種濟(jì)麥22。

本專利QTL位點(diǎn)的正向等位變異來(lái)親本品種半芒子。

本專利提供的主效QTL位點(diǎn)在小麥育種中的具有巨大的應(yīng)用。

有益效果在于：本專利中在2D染色體短臂上定位了一個(gè)新的主效QTL，顯著影響穗長(zhǎng)和小穗數(shù)。該位點(diǎn)正向等位變異來(lái)自地方品種半芒子。這為小麥產(chǎn)量育種提供了新的可利用的等位基因。與該QTL緊密連鎖的SNP標(biāo)記為AX-108988107，SNP標(biāo)記可以轉(zhuǎn)化為KASP標(biāo)記用于分子輔助選擇育種。候選基因IAA-氨基酸水解酶（ILR1）為小麥產(chǎn)量育種提供了可以用的基因。