[發明專利]一組與小麥抗寒性顯著關聯的SNP位點及其在遺傳育種中的應用

有效

• 申請號: 202110397635.X
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113046465B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 劉樹兵;燕強;龐昀龍;劉春霞;王丹峰;路悅
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12Q1/6858;C12N15/11
• 代理公司: 北京中知慧專利代理事務所(普通合伙) 11969
• 代理人: 梁軍

本發明公開了一組（23個）與小麥抗寒性顯著關聯的SNP位點及其在遺傳和育種中的應用方法。這些標記是通過對768份小麥品種和優良品系種進行簡化基因組測序（GBS）并比對參考基因組序列鑒定出來的，SNP位點準確性好，這些位點可用于轉化成單個的SNP標記（如KASP標記）和SNP芯片，用于小麥抗寒基因的定位、精細作圖和候選基因克隆，以及小麥抗寒性的標記輔助選擇、基因聚合及全基因組選擇育種，廣泛應用于小麥抗寒性遺傳研究和育種工作。

技術領域

本發明涉及植物分子標記技術領域，具體涉及一組與小麥抗寒基因位點顯著關聯的SNP及其在抗寒性的遺傳及分子育種中的應用。

背景技術

小麥的抗寒性指冬小麥幼苗冬季受凍害的情況。小麥是我國重要的糧食作物，主要分布在北緯30°以北。其中，包括我國小麥主產區黃淮冬麥區、北部冬麥區在內的我國北方冬麥區占全國麥田總面積的59%，該麥區冬季冷空氣活動頻繁，冬季絕對溫度低,降水少，小麥越冬條件嚴酷，凍害成為影響小麥生產的一個重要因素。加之近年育成的品種趨向于矮稈大穗大粒，降低了抗寒性,進一步加重了凍害。目前凍害已成為威脅小麥生產的環境脅迫因素之一，嚴重影響小麥植株的生長發育和植株產量。因此，小麥植株的抗寒性是我國冬小麥生產和育種所要考慮的重要因素。

對小麥抗寒性進行遺傳研究對了解這些性狀的遺傳結構、發掘關鍵抗寒基因、抗寒基因的作圖與克隆，以及在育種中有效改良抗寒性具有非常重要的作用。分子標記技術是進行小麥有關性狀的遺傳、基因作圖、標記輔助育種、基因組選擇育種等育種研究中最常用的技術。常用的DNA分子標記有RFLP（限制性長度片段多態性），SSR（簡單重復序列）和SNP（單核苷酸多態性）等。傳統的RFLP和SSR標記存在通量低、數量少、操作過程繁瑣等局限，工作效率低，已不能滿足大規模功能基因組學研究的需要。而SNP標記在基因組中分布及其豐富，具有二態性，且易于高通量自動化檢測，是在遺傳研究與育種中最有應用前途的分子標記技術。

目前，常用的SNP的高通量檢測技術主要有測序和DNA芯片技術。利用測序技術對樣品材料進行DNA重測序可以獲得高密度的SNP標記，但重測序的成本很高。而簡化基因組測序Genotyping-by-sequencing?(GBS)則先對基因組DNA進行酶切等方法處理以減小基因組的復雜性，構建復雜性低的基因組DNA文庫，再利用二代測序技術進行深度測序，一定程度上降低了測序的成本。小麥中利用兩種限制性內切酶處理基因組DNA構建DNA文庫并通過測序鑒定SNP的技術已經成熟。但是對于相對于小麥龐大的基因組（16G）要進行深度測序成本依然很高，而且GBS數據的處理、序列比對、基因分型等過程對數據分析的要求較高，需要有專業生物信息學背景的人員才能完成，一般育種家難以掌握和利用。

發明內容

控制小麥重要性狀基因的作圖、基因克隆以及分子標記輔助選擇育種過程中需要開發大量分子標記。基于重測序及GBS等方法開發的SNP可以轉化而成KASP?(KompetitiveAllele?Specific?PCR)標記，從而對單個SNP進行基因分型。KASP技術，也叫競爭性等位基因特異性?PCR?技術，能夠在廣泛的基因組DNA樣品中，對SNPs和特定位點上的InDels進行精準的雙等位基因判斷。以其高度穩定性、準確性和低成本、高通量的特點，可廣泛應用于基因定位、基因的精細作圖、克隆，大規模育種材料的高通量篩選，在遺傳研究和分子標記輔助育種、基因組選擇育種中具有重要利用價值。

針對現有技術的不足，本專利利用小麥中較為成熟的GBS技術，對768份小麥材料進行簡化基因組測序，獲得了覆蓋全基因組高密度的SNP位點，通過全基因組關聯分析鑒定出與抗寒性顯著關聯的SNP位點，可廣泛應用于KASP標記的開發、基因定位、標記輔助選擇與全基因組選擇，服務于小麥抗寒性的遺傳研究和分子育種。

本發明提供了一套與小麥抗寒性顯著關聯的SNP，可用于開發KASP標記和SNP芯片，廣泛應用于小麥抗寒性相關基因的進一步精細作圖與克隆、育種中的單個、多個抗寒性相關基因的標記輔助選擇及全基因組選擇育種。

本發明所采用的技術方案是：