[發明專利]水稻1K SNP-Panel的開發方法與育種應用

在審

• 申請號: 202011610214.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112941216A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 張毅;王博;李娟娟;王娟;張倩;柳依
• 申請（專利權）人: 武漢基諾賽克科技有限公司
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;A01H1/04
• 代理公司: 鄭州歐凱專利代理事務所(普通合伙) 41166
• 代理人: 王志興

本發明涉及一種應用于分子育種領域的基因檢測技術，具體涉及水稻1K SNP?Panel的開發方法與育種應用。所述基因檢測技術包含1253個均勻覆蓋水稻全基因組的SNP標記，且最高可達到同時進行10000個樣品的檢測，且針對每一個SNP標記有一對相對應的特殊的引物，所述引物通過多重PCR和高通量測序技術進行高通量檢測獲得DNA序列數據，并通過自主開發的專門軟件“GKPanel”，自動化完成指定的數據分析，給出相應的基因型數據。利用該技術可實現分子育種領域的基因檢測及分析需求，檢測覆蓋度廣，分析速度快，檢測成本低，大幅度提高我國水稻育種效率，縮短育種周期，促進農業發展。

技術領域

本發明涉及一種應用于分子育種領域的基因檢測技術，具體涉及水稻1K SNP-Panel的開發方法與育種應用。

背景技術

“主要經濟作物分子設計育種”項目是國家重點研發計劃“七大農作物育種”重點專項第一批啟動項目；分子設計育種技術將實現對農藝性狀的精確改良，顯示出比其他育種手段更為突出的優越性，是今后作物育種技術發展的方向。水稻SNP-Panel是高效育種技術體系，能夠實現水稻分子設計育種的流程化、信息化，大幅度提高我國水稻育種效率，縮短育種周期，促進農業發展；通過水稻SNP-Panel的技術開發積累，相關技術還可以應用于其他糧食作物、蔬菜、水果、花卉、家畜、魚類等的分子設計育種；滿足不同物種的分子育種需求，加快優質品種的開發時間，滿足人民對生活物質“量”和“質”的需求。

目前分子標記輔助育種的技術有SSR/InDel、KASP和基因芯片，SSR/InDel和KASP可用的標記少，單價高，不適合全基因組范圍的分子標記輔助育種；基因芯片價格高且核心技術為國外所有，不能大規模應用且不能滿足個性化的需求，同時存在技術壁壘，鑒于當前的國際形勢，不利于國內育種的安全。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提供了一種低價且能滿足個性化需求的全基因組水平的分子標記育種技術。

本發明一方面包括水稻1K SNP-Panel的開發方法，基于全基因組重測序技術獲得特定SNP標記，設計擴增引物并選出檢測特定SNP標記的特異性引物，通過多重PCR、二代測序和生物信息學分析軟件“GKPanel”獲得所有個體基因型。

該特定SNP標記為本發明所特指的1253個SNP(具體分布見附圖)，其均勻覆蓋水稻全基因組。

該擴增引物為特定SNP標記的擴增引物，每一個SNP標記均有一對相對應的特異性引物，以期高程度解讀水稻基因組。

該1K SNP-Panel可實現10000個樣品的同時檢測，每個樣品一次可檢測1000個和1000個以上均勻覆蓋水稻全基因組的SNP標記，該SNP標記的數量優選地為1253個。

該生物信息學分析軟件“GKPanel”為自主開發的專門軟件。

本發明另一方面提供了1K SNP-Panel在分子育種中的應用。

本發明所述水稻1K SNP-Panel開發與育種應用的方法主要包括以下幾個步驟：

(1)提取水稻基因組DNA，包括提取干種子、幼嫩莖段、葉片、幼穗老葉、發芽幼苗中的DNA；

(2)設計目標位點擴增引物，包括從全基因組重測序技術鑒定得到的大量SNP標記中選擇本發明所特指的1253個SNP，使用Primer3軟件設計擴增引物并使用ePCR軟件檢測引物，最后挑選出特異性檢測每個SNP標記的引物對；

(3)多重PCR擴增和文庫構建，包括將1253個SNP標記進行組合，構成一個基因Panel，使用特異性引物擴增目標SNP標記，添加測序接頭并完成二代測序文庫的構建；

(4)質控與定量，包括采用實時熒光定量PCR和Agilent 2100對構建好的文庫進行質控和定量，為上機測序做準備；