本发明涉及农业生物基因,具体涉及一种扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物及其应用
背景技术:
1、小麦是世界上重要的粮食作物,与水稻、玉米并称为三大粮食作物,为全世界35-40%人口提供能量摄入(卢等人.2017年世界小麦产业发展及其趋势分析.中国市场,2017,26:63-65)。小麦白粉病是小麦的三大真菌病害之一,具有大范围传播、传播速度快、危害重等特点,可造成小麦产量减产5-10%,严重时可减产50%(刘等人.我国小麦白粉病发生演替的成因及趋势浅析.植物保护,1991,6:7-8)。防治小麦白粉病的措施主要有化学药剂防治和抗病品种的选育和推广。相比传统的化学药剂防治,挖掘抗病基因的小麦品种,利用抗源和抗病基因选育抗病品种才是安全、经济、有效的防治小麦白粉病的方法。
2、目前,已正式命名的小麦抗白粉病基因共有69个,依次从pm1-pm69,其中有6个等位基因位点,分别是pm3=pm8=pm17、pm18=pm1c、pm22=pm1e、pm23=pm4c、pm31=pm21以及pm46=pm48(wang et al.fighting wheat powdery mildew:from genes tofields.theoretical and applied genetics,2023,136:27)。小麦白粉病抗性基因pm12、pm13、pm16、pm20、pm21、pm30等在生产上仍表现出较高的抗病性,但携带pm12、pm13、pm16等基因的材料农艺性状较差,不宜直接作为育种亲本(huang et al.identificationofpowdery mildew resistance genes in common wheat(triticum aestivum l.emthell).ix.cultivals,land races and breeding lines grown in china.plantbreeding,1997,116:223-238)。因此,不断挖掘新的抗白粉病基因,对于合理利用抗源、加快基因聚合育种以及拓宽小麦遗传基础都具有重要意义。
3、小麦近缘种属中蕴藏着丰富的优异基因,这些基因对小麦的遗传改良具有重要的利用价值。这些资源不仅可以用于小麦的遗传育种,还能极大地拓宽小麦的遗传基础,为其遗传多样性和抗病性等方面的提升提供有力支持。波斯小麦(triticum carthlicum,aabb)是面包小麦在传播过程中不断与阿尔泰山附近的四倍体小麦进行杂交而产生的(zhao etal.population genomics unravels the holocene history of bread wheat and itsrelatives.nature plants,2023,9:403-419)。波斯小麦属于普通小麦的二级基因资源库,目前从波斯小麦中挖掘出来了pm4b和pm33。波斯小麦是普通小麦遗传改良的重要基因资源,具有高抗白粉病、散黑穗病、秆锈病,抗低温、抗穗发芽、分蘖能力强、结实性好、蛋白质含量较高等优良特性,具有非常大的育种潜力。因此,从小麦近缘种属波斯小麦中寻找并定位新的白粉病抗性基因,开发其分子标记,应用于分子标记辅助选择育种,对实现抗白粉病小麦品种的选育,进而有效防控小麦白粉病具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物及其应用,以利用引物扩增分子标记对小麦抗白粉病基因pmdr803进行定位和检测,在小麦选育中对其亲本进行有目的地选择,为选育抗白粉病类型的小麦新品种提供指导依据。
2、本发明是通过以下方法实现的:一种扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物,该分子标记引物包括上游引物henu629-f和下游引物henu629-r;
3、所述分子标记henu629的上游引物为henu629-f,其核苷酸序列为:
4、5'-tctacatcacgccgttccag-3',如seq id no:1所示;
5、所述分子标记henu629的下游引物为henu629-r,其核苷酸序列为:
6、5'-ccactccattccaagctttc-3',如seq id no:2所示。
7、本发明提供的扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物在基因pmdr803的检测、鉴定及辅助鉴定小麦抗白粉病性状以及分子标记辅助育种中的应用。
8、本发明还提供了一种检测小麦样品中是否携带波斯小麦抗白粉病基因pmdr803的方法,包括以下步骤:
9、(1)提取待测小麦样品的基因组dna;
10、(2)利用分子标记引物对待测小麦样品的基因组dna进行pcr扩增,获得扩增产物;所述分子标记引物包括上游引物henu629-f和下游引物henu629-r;所述上游引物henu629-f的核苷酸序列如seq id no:1所示,所述下游引物henu629-r的核苷酸序列如seq id no:2所示;
11、(3)对所述扩增产物进行电泳、检测,若能扩增出385bp的特异条带,说明待测小麦样品中携带波斯小麦抗白粉病基因pmdr803;否则,待测小麦样品中不携带波斯小麦抗白粉病基因pmdr803。
12、所述的方法中步骤(2)所述pcr扩增的体系为10μl,包括:50ng/μl小麦基因组dna1.0μl,5μl pcrmaster mix,5μm上游引物0.4μl,5μm下游引物0.4μl,无菌去离子水3.2μl。
13、所述的方法中步骤(2)所述pcr扩增的程序为:94℃预变性3分钟;94℃变性15秒,55℃退火20秒,延伸40秒,30个循环;72℃延伸10min;4℃保存。
14、所述的方法中步骤(3)所述扩增产物电泳程序为:在质量体积百分比浓度为8%非变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳,将所述扩增产物和2μl 6×上样缓冲液混合后,取2μl混合物点样,180v恒压下电泳2.5-3h,硝酸银染色后拍照。
15、本发明研究所用的波斯小麦dr803苗期和成株期均表现为高抗白粉病,通过苗期抗白粉病遗传分析及分子标记检测表明,波斯小麦dr803苗期对不同毒性小麦白粉菌的抗性由一对显性基因pmdr803控制,定位在小麦2al染色体上,是一个新的小麦抗白粉病基因/等位基因。本发明提供的小麦抗白粉病基因pmdr803的分子标记henu629经过遗传分离群体检测,与基因pmdr803的遗传距离仅为0.92cm,与基因pmdr803紧密连锁,可以准确地检测基因pmdr803及其遗传作图大群体,能够在鉴定及辅助鉴定小麦抗白粉病性状、分子标记辅助育种、基因pmdr803的精细定位和图位克隆得到有效应用。本发明提供的扩增小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物及将其应用于抗白粉病小麦育种中,对携带基因pmdr806品种不仅筛选快速精准、不受环境影响、选择目标明确,而且节约了生产成本,大大提高了优质抗白粉病小麦品种或品系的选择效率和质量。
1.一种扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物,其特征在于,该分子标记引物包括上游引物henu629-f和下游引物henu629-r;所述上游引物henu629-f的核苷酸序列如seq id no:1所示,所述下游引物henu629-r的核苷酸序列如seq id no:2所示。
2.一种权利要求1所述的扩增波斯小麦抗白粉病基因pmdr803紧密连锁分子标记的引物在基因pmdr803的检测、鉴定及辅助鉴定小麦抗白粉病性状以及分子标记辅助育种中的应用。
3.一种检测小麦样品中是否携带波斯小麦抗白粉病基因pmdr803的方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述分子标记引物包括上游引物henu629-f和下游引物henu629-r;所述上游引物henu629-f的核苷酸序列如seq id no:1所示,所述下游引物henu629-r的核苷酸序列如seq id no:2所示。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述pcr扩增的体系为10μl,包括:50ng/μl小麦基因组dna 1.0μl,5μl pcr master mix,5μm上游引物0.4μl,5μm下游引物0.4μl,无菌去离子水3.2μl。
6.根据权利要求3、4或5所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述pcr扩增的程序为:94℃预变性3分钟;94℃变性15秒,55℃退火20秒,延伸40秒,30个循环;72℃延伸10min;4℃保存。