[發(fā)明專利]小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度性狀相關(guān)分子標(biāo)記及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111535309.7
• 申請(qǐng)日: 2021-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN114480698B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡文靜;陸成彬;高德榮;張曉;張勇;張曉祥;張春梅;王慧;江偉;吳迪;壽路路
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C12Q1/6895
• 分類號(hào): C12Q1/6895;C12N15/11;A01H1/04
• 代理公司: 南京源點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32545
• 代理人: 王佳妹;陳彩霞

本發(fā)明公開了一種與小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度值顯著相關(guān)的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。利用Wheat55K小麥高通量基因芯片獲取基因型數(shù)據(jù)，檢測到來源于揚(yáng)麥4號(hào)的1個(gè)與結(jié)實(shí)小穗數(shù)和籽粒硬度值顯著相關(guān)的主效QTL位點(diǎn)Q?7DS?YM4(HD/SNS)，其緊密連鎖標(biāo)記是AX?110194885，并據(jù)此開發(fā)了1個(gè)KASP標(biāo)記引物組，用以對(duì)小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度值高低進(jìn)行高效篩選。通過本發(fā)明的引物組對(duì)小麥基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，可以直接通過KASP分型判斷是否攜帶揚(yáng)麥4號(hào)的結(jié)實(shí)小穗數(shù)和籽粒硬度值高的基因，檢測方法操作簡單，檢測結(jié)果非常直觀，檢測效果明顯有效，利用該分子標(biāo)記進(jìn)行篩選可以大大提高分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度值高低的小麥育種工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度分子標(biāo)記技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小麥結(jié)實(shí)小穗數(shù)和/或籽粒硬度性狀相關(guān)的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

小麥品質(zhì)受基因型、環(huán)境以及二者互作效應(yīng)的共同影響，林作楫等(參考文獻(xiàn)：林作楫，雷振生，楊攀，王美芳，中國小麥品質(zhì)育種進(jìn)展與問題.河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,36(2):5-8.)研究認(rèn)為現(xiàn)有小麥品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中濕面筋含量和粉質(zhì)儀穩(wěn)定時(shí)間還不夠全面。多數(shù)研究表明，籽粒硬度、溶劑保持力(SRC)以及反映蛋白質(zhì)質(zhì)量的性狀主要受基因型影響，而籽?；蛘呙娣鄣牡鞍踪|(zhì)含量受環(huán)境效應(yīng)影響更大。張曉等(參考文獻(xiàn)：張曉,李曼,劉大同,等.揚(yáng)麥系列品種品質(zhì)性狀分析及育種啟示[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,53(7):1309-1321.)研究表明，籽粒硬度、面筋指數(shù)、水SRC、碳酸鈉SRC、蔗糖SRC、吸水率、形成時(shí)間和弱化度基因型效應(yīng)大于環(huán)境效應(yīng)明確籽粒硬度、沉淀值、吸水率、水SRC、碳酸鈉SRC和蔗糖SRC性狀是影響小麥最終加工品質(zhì)的重要因素，也是小麥品質(zhì)育種的主要選擇指標(biāo)，而這些品質(zhì)性狀中唯一可以通過小麥脫粒后直接籽粒鑒定的是硬度性狀，其他性狀都需要磨粉后鑒定，這就會(huì)損失小麥種子，而如果要選育出不同硬度性狀的小麥種質(zhì)，在育種早代就應(yīng)該開始選擇相應(yīng)基因型的種子進(jìn)一步加代繼續(xù)選擇等。隨著小麥基因組學(xué)和分子育種技術(shù)的迅猛發(fā)展，發(fā)掘與小麥籽粒硬度性狀顯著相關(guān)的分子標(biāo)記，揭示它們的分子遺傳機(jī)理，對(duì)選擇和培育不同類型優(yōu)質(zhì)專用小麥品種具有重要意義。以往研究表明，控制小麥籽粒硬度性狀的主效基因Pina和Pinb位于小麥染色體5D短臂的相近物理位置上，陸續(xù)也有研究者在第七同源群以及5D長臂上發(fā)現(xiàn)控制籽粒硬度性狀的基因。研究發(fā)現(xiàn)染色體4B和4D上具有控制軟質(zhì)小麥籽粒硬度性狀和出粉率的主效位點(diǎn)，并且接近小麥矮稈基因Rht-B1和Rht-D1的位置。其他已報(bào)道的控制小麥籽粒硬度性狀的微效基因主要位于染色體1A、2A、2D、3B、3A、5A、5B和6D上，但是并沒有與這些基因顯著相關(guān)的分子標(biāo)記被應(yīng)用在育種中。

隨著人們生活水平的提高，適合制作面包、速凍水餃和高檔方便面等食品的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥?zhǔn)袌鲂枨笕找嬖黾?，而長江中下游麥區(qū)推廣強(qiáng)筋品種極少，早熟強(qiáng)筋品種更是空白。優(yōu)良磨粉品質(zhì)要求籽粒硬度高、飽滿性好，育種過程中加強(qiáng)籽粒高硬度選擇，實(shí)現(xiàn)加工品質(zhì)優(yōu)良，國家強(qiáng)筋小麥硬度性狀的標(biāo)準(zhǔn)是硬度平均值≥60。揚(yáng)麥23已成為長江中下游麥區(qū)推廣面積最大的早熟高產(chǎn)強(qiáng)筋小麥品種。揚(yáng)麥23的硬度值一直穩(wěn)定在72～76，面包評(píng)分82.7～85.5，居供試樣品前列(2017～2019年《中國小麥質(zhì)量報(bào)告》；2018農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物質(zhì)量測試中心檢測結(jié)果；2019中國小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展暨質(zhì)量發(fā)布年會(huì))。揚(yáng)麥23具有揚(yáng)麥4號(hào)的遺傳背景。揚(yáng)麥4號(hào)硬度值高達(dá)71.5～74.8，硬度遺傳機(jī)理尚不明確，前期通過揚(yáng)麥4號(hào)/偃展1號(hào)的遺傳群體的硬度值和農(nóng)藝性狀考察表明，群體的硬度值與結(jié)實(shí)小穗數(shù)存在顯著的正相關(guān)，即平均硬度值較高的家系，平均結(jié)實(shí)小穗數(shù)也較高，這在以往的研究中從未被報(bào)道過，這一發(fā)現(xiàn)有利于小麥高硬度性狀和產(chǎn)量相關(guān)性狀的協(xié)同選擇，對(duì)強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥育種具有重要的意義。因此深入揭示揚(yáng)麥4號(hào)的硬度遺傳基礎(chǔ)，明確其與結(jié)實(shí)小穗數(shù)的遺傳關(guān)系，開發(fā)緊密連鎖的育種可用分子標(biāo)記，有利于創(chuàng)制硬度值和結(jié)實(shí)小穗數(shù)分型良好的小麥種質(zhì)，發(fā)掘高硬度值并且高結(jié)實(shí)小穗數(shù)的育種材料，為長江中下游強(qiáng)筋高產(chǎn)小麥品種選育奠定理論基礎(chǔ)和提供新途徑。

發(fā)明內(nèi)容