[發明專利]篩選矮稈密小穗抗赤霉病小麥的KASP引物組及其應用

在審

• 申請號: 202210680831.2
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN114959100A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 胡文靜;朱冬梅;蔣正寧;王慧;劉健;王君嬋;劉大同;陸成彬;吳宏亞;高德榮;張勇;張春梅;程曉明;趙蝶
• 申請（專利權）人: 江蘇里下河地區農業科學研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 南京源點知識產權代理有限公司 32545
• 代理人: 王佳妹

本發明公開了篩選矮稈密小穗抗赤霉病小麥的KASP引物組及其應用。本發明利用Wheat55K小麥高通量基因芯片獲取基因型數據，在2D和5A染色體上檢測到來源于揚麥11的2個與株高、小穗著生密度和赤霉病抗性相關的QTL區域Q.2D和Q.5A，其緊密連鎖標記是AX110519154(2D)和AX111618105(5A)，并據此開發了2個KASP標記引物組。通過實驗證明本發明所述KASP分子標記可用于小麥株高、小穗著生密度和赤霉病抗性的分子標記輔助選擇育種。本發明為株高、小穗著生密度和赤霉病抗性相關的兩個QTL區域Q.2D和Q.5A在育種中有效利用提供了良好工具。

技術領域

本發明屬于小麥分子育種方法技術領域，涉及篩選矮稈密小穗抗赤霉病小麥的KASP引物組及其應用。

背景技術

小麥赤霉病主要由禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)等引起，一旦侵染小麥穗部，就會產生和積累各種毒素，例如脫氧雪腐鐮孢菌烯醇(deo xynivalenol，DON)、雪腐鐮孢菌烯醇(nivalenol，NIV)和玉米赤霉烯酮(zearalenol，ZEN)，從而擴展到穗軸，影響營養物質和水分運輸，嚴重時導致枯白穗、籽粒干癟，進而降低小麥產量、損害品質，毒素污染更會對人、畜健康造成巨大傷害，成為糧食安全的主要威脅。小麥抗赤霉病的表現形式可分為5類：第一類為抗侵染(resistance to invasion，type I)、第二類為抗擴展(resistanceto spreading，type II)；第三類為籽粒抗感染(resistance to kernel infection,typeIII)、第四類為耐病性(tolerance ag ainst FHB and trichothecenes,type IV)、第五類為抗毒素積累(resistanceto trichothecene accumulation，type V)。其中第一類和第二類是國內外學者長期以來致力研究的類型，已知的幾個抗赤霉病品種例如蘇麥3號、望水白、白三月黃、新中長等，雖然赤霉病抗性優良，但是這些材料的綜合農藝性狀差、豐產性差，最常見的缺點是株高偏高(120cm以上)，小穗密度稀等，因此用這些小麥材料與其他小麥材料雜交后后代普遍存在植株太高、易倒伏、小穗密度稀、單株穗數少等較難克服的缺點，造成育種選擇效率低和工作量大，更是不能選育出能推廣應用的品種。江蘇里下河地區農科所在中亞、歐美引進種質中選用綜合豐產性好、赤霉病輕的親本進行配組，后代加強抗赤霉病與綜合農藝性狀選擇，育成了一批抗赤霉病與豐產結合的小麥品種，如揚麥4號，1983年小麥生長后期陰雨連綿，赤霉病重發，揚麥4號仍表現較好的豐產性，赤霉病嚴重度(PSS％)低，后又利用揚麥4號和鄭引1號育成了揚麥5號、揚麥158優良品種，揚麥5號和揚麥158相繼獲得國家科學技術發明一等獎，是當時長江流域乃至全國推廣面積最大的兩個小麥品種。本實驗室通過研究發現揚麥4號、揚麥5號和揚麥158等均不攜已知的抗赤霉病主效基因Fhb1—Fhb7的抗病等位基因型，因此，他們中可能存在其他的抗赤霉病基因。揚麥11是由揚麥158為親本育成的又一改良品種，2001年在揚州生產示范中，平均畝產542公斤，較揚麥158增產7.8％。該品種豐產、穩產性較好，獲得江蘇省科技進步二等獎，其株高較揚麥158有所降低，小穗著生密度比一般品種高，赤霉病抗性較揚麥158更強，因此，挖掘出揚麥11的抗赤霉病和相關農藝性狀的遺傳位點，明確其抗赤霉病和農藝性狀的遺傳基礎，對小麥抗赤霉病改良具有重要意義。迄今為止，還未有對揚麥11抗赤霉病位點及其與農藝性狀的相關性報道的先例。

株高(Plant height,PH)和小穗著生密度(Spike compactness,SC)是十分重要的小麥產量相關性狀。小麥已報道的矮稈基因主要是Rht-D1和Rht-B1和Rht8，分布于4DS，4BS和2DS，其與赤霉病抗性的關系還未有定論，主要原因是在不同的遺傳背景和接種類型下位點對性狀的效應不同。小麥的小穗著生密度(每穗總小穗數/穗長)是一個非常復雜的農藝性狀，是每穗總小穗數和穗長的綜合反映，已報道的相關遺傳位點主要集中在2D染色體短臂上的C基因和5A染色體長臂上的Q基因，前人也未研究過這些位點與赤霉病抗性的關系。迄今為止，罕見關于小麥抗赤霉病與相關農藝性狀的一因多效位點或者QTL簇的報道。