[發明專利]一種檢測卵穗山羊草與小麥雜交HMW-GS基因的分子標記及其應用

在審

• 申請號: 201910362803.4
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109913578A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 甯順腙;劉登才;鄭柯;易瀅瑾;郝明;張連全;袁中偉;陳雪姣;黃林
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 馬超前

本發明公開了一種檢測卵穗山羊草與小麥雜交HMW?GS基因的分子標記及其應用，所述的分子標記由引物對Ao?1Mx經PCR擴增獲得，所述的引物對Ao?1Mx的核苷酸序列如SEQ ID NO.1～2所示。利用該引物進行PCR擴增能夠快速準確地檢測小麥遠緣雜交后代中是否含有卵穗山羊草1Mx型HMW?GS基因位點。本方法能夠準確檢測出卵穗山羊草與小麥雜交后代中1Mx型HMW?GS基因是否存在，方便跟蹤該基因，大大提高育種工作效率，加快小麥品質育種的進程，在小麥品質育種領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及分子遺傳學技術領域，涉及一種檢測卵穗山羊草與小麥雜交HMW-GS基因的分子標記及其應用，具體為卵穗山羊草與小麥遠緣雜交后代中卵穗山羊草1Mx型高分子量谷蛋白亞基 (high molecular weight glutenin subunit，HMW-GS)基因的分子標記及其應用。

背景技術

小麥的遺傳改良進程中，通過遠緣雜交能夠把小麥野生近緣野生物種的優良基因導入普通小麥，進而改變小麥的遺傳組成，有效改良小麥的相關性狀，因此，被廣泛應用于小麥育種中。山羊草屬物種作為小麥的野生近緣屬種，因具有抗條銹病、抗葉銹病、抗稈銹病、抗白粉病，耐旱、耐鹽堿、耐寒、抗逆和高蛋白等優異性狀，是小麥遺傳改良的重要外源優異基因庫。高分子量谷蛋白亞基(HMW-GS)是小麥胚乳中的重要貯藏蛋白，占小麥總儲藏蛋白的10％左右，是小麥面粉加工品質的重要決定因素。在普通小麥及其近緣物種中，高分子量谷蛋白亞基由位于第1部分同源群染色體長臂的單個基因位點所控制，每一個HMW-GS基因位點上都包含2個緊密連鎖的基因，其中分子量較大的稱為X型亞基，分子量較小的稱為Y型亞基。已有的研究表明，普通小麥本身含有的HMW-GS的類型較少，而在小麥近緣屬物種中含有大量新的HMW-GS變異類型。

卵穗山羊(Aegilops ovata L.，U^oU^oM^oM^o，2n＝4x＝28)是小麥的近緣物種之一，具有許多優良的抗白粉病、抗條銹病、抗逆及品質等基因，并被用來作為親本通過遠緣雜交的方式對普通小麥進行遺傳改良。從卵穗山羊中鑒定出的新的高分子量谷蛋白1Mx型亞基基因，是非常獨特的等位基因變異類型。前人通過卵穗山羊草的染色體特異性替代品系，證明了1Mx亞基對小麥面團強度具有積極影響。

在外源目標基因導入小麥的過程中，對被轉移的基因或染色體片段進行準確、快速的鑒定和追蹤，能夠提高選擇的有效性，從而縮短育種周期，提高育種效率。因此，對導入小麥的外源染色體、染色體片段或所攜帶的外源基因進行有效鑒定將是遠緣雜交育種過程中十分重要的環節。目前，鑒定外源染色體的常用方法主要包括形態學鑒定和細胞學鑒定。形態學分析通過觀察比較雜種植株與親本在形態學上的異同而做出鑒定；細胞學鑒定通過核型分析，染色體配對分析， C-帶技術等對雜種進行鑒別。此外，原位雜交技術也被廣泛用于外源染色體或片段的鑒定。

然而，形態學鑒定雖然直觀，但受經驗等主觀因素影響以及某些目標性狀無法通過形態表現出來而具有相當大的局限性；而細胞學鑒定與原位雜交都必須通過培育雜種成植株，對季節與取材時間要求嚴格，且分析鑒定方法較復雜，對技術、操作及實踐經驗要求高，而且因為是從染色體水平上進行的鑒定，由于細胞分裂過程中存在著染色體片段的交換與丟失，很難斷定目標性狀基因是否真實存在與正常表達。因此，在連續實施雜交選育新品種(系)材料的過程中有必要建立一種簡單、高效、快速的檢測卵穗山羊草與小麥遠緣雜交后代1Mx 高分子量谷蛋白亞基基因的方法。據此，我們根據已知的卵穗山羊草高分子量1Mx型谷蛋白亞基基因序列，開發了特異性引物，不但鑒定出了以卵穗山羊草為親本的雜交后代材料中屬于卵穗山羊草1Mx 型亞基的編碼基因條帶，而且此標記引物具有很強的特異性(未能在 40多份生產上使用的小麥中擴出目的條帶)，利用本發明提供的引物能夠從卵穗山羊草與普通小麥雜交后代中準確跟蹤并檢測出含有1Mx型谷蛋白亞基基因的轉移情況，這將會極大的促進對遠緣雜交后代的研究工作并且加快品種(系)選育的進程。

發明內容