[發明專利]SEQ ID NO.1所示序列在作為小麥矮稈基因Rht8調控小麥株高方面的用途及其分子標記與應用

在審

• 申請號: 202210067702.6
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114369680A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 劉錄祥;熊宏春;周春云;付美玉;郭會君;謝永盾;趙林姝;古佳玉;趙世榮;丁玉萍
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11;A01H1/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 向群

本發明“SEQ ID NO.1所示序列在作為小麥矮稈基因Rht8調控小麥株高方面的用途及其分子標記與應用”屬于分子生物學及作物育種技術領域。本發提供SEQ ID NO.1所示序列在作為小麥矮稈基因Rht8調控小麥株高方面的用途；本發明還提供一種鑒定小麥矮稈基因Rht8?2的分子標記，所述分子標記為位于小麥基因Rht8第1649?1650位的突變位點TraesCSU03G0022100 1649?1650CGT。本發明所述Rht8矮稈基因信息、功能性分子標記以及緊密連鎖的分子標記可實現高通量、苗期快速精準選擇Rht8矮稈基因，加速矮化育種進程。

技術領域

本發明涉及分子生物學及作物育種技術領域，特別涉及SEQ ID NO.1所示序列在作為小麥矮稈基因Rht8調控小麥株高方面的用途及其分子標記與應用。

背景技術

小麥是世界上重要的糧食作物，也是我國第二大糧食作物，世界將近35％的人口以小麥為主食(Peng et al.,2011)。上世紀60-70年代，由于小麥、水稻等矮稈品種的推廣和配套栽培方式的應用，世界糧食單位面積產量大幅提升，被稱之為‘綠色革命’(Peng etal.,1999)。矮稈基因的引入對小麥育種和生產有著重要影響。由于矮稈基因Rht-B1b(Rht1)及Rht-D1b(Rht2)對小麥增產的貢獻，這兩個基因又被冠為‘綠色革命’基因。Rht1和Rht2都來源于日本小麥品種“農林10號”，它們分別位于4B和4D染色體短臂(Gale et al.,1976)，由于單堿基突變限制了植株對赤霉素的響應使植株矮化，表現為赤霉素不敏感型，因此綠色革命基因在降低株高、提高抗倒伏的同時，也存在一些不利影響，包括縮短胚芽鞘長度、苗期植株較弱，從而不利于在高溫干燥環境下生長(Rebetzke et al.,1999)。小麥矮稈基因Rht8最早發現于日本赤小麥品種，由于其胚芽鞘較長且苗期生長活力較高，適用于高溫干燥環境生長，因而很好地彌補了綠色革命矮稈基因的不足，并廣泛應用于小麥育種中，尤其在歐洲南部和中部地區應用較廣泛(Worland et al.,2001)。

盡管Rht8在育種上得到了廣泛應用，由于小麥基因組復雜，Rht8矮稈基因一直未得到克隆。研究者們對Rht8基因的定位開展了大量的研究，并取得了一定的進展。研究表明Rht8與特異性SSR標記wms261緊密連鎖，SSR標記wms261擴增出的192bp診斷性片段廣泛用于檢測小麥中是否含有Rht8半矮稈基因(Asplund et al.,2012)。對Rht8進行遺傳連鎖分析，將Rht8定位在1.29cM的遺傳距離(Gasperini et al.,2012)。利用RIL群體進行定位分析表明，位于SSR標記SSR-2062和Xgwm484之間的一個新的QTL QPht/Sl.cau-2D.2可能是矮稈基因Rht8(Chai et al.,2018)。

研究表明大部分矮稈基因對產量具有不利影響，如Rht3完全抑制了成熟谷物中α-淀粉酶的產生，種子休眠增強，使種子失活，產量嚴重下降(Flintham et al.,1982)；Rht4使千粒重、地上生物量和產量下降(Du et al.,2018)；Rht10使穗粒數減少、結實率嚴重下降(楊靖，2017)；Rht23在降低莖稈高度的同時縮短了小穗的長度，降低了單粒重及千粒重(Zhao et al.,2018)。

當Rht8與綠色革命基因同時存在時，可以在不影響小麥產量的前提下降低株高，提高小麥抗倒伏能力，并且不影響胚芽鞘長度及幼苗活力(Worland et al.,1986)。由于Rht8和光周期不敏感基因Ppd-D1a緊密連鎖，因此在降低株高的同時還具有早熟特性(Vaclav et al.,2010)。Rht9與Rht8同時存在時降稈效應減弱，胚芽鞘長度比親本稍長，Rht8可部分補償Rht9對胚芽鞘長度的負面影響(Linn et al.,2017)。小麥矮稈基因Rht8雖然被大量報道，但關于該基因在小麥基因組上的位置及其具體的序列和功能長期以來并未被確定、克隆和鑒定。克隆Rht8矮稈基因，并開發功能性及其緊密連鎖的分子標記，將有助于更精準地利用Rht8矮稈基因，對小麥矮化育種具有重要的意義。