小麦赤霉病抗性QTLQfhb.sdau-1BL的KASP分子标记及其应用

专利2026-07-13  4


本发明涉及小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记及其应用,属于小麦抗赤霉病分子标记。


背景技术:

1、小麦是重要粮食作物,为人类提供约21%食物热量和20%蛋白质。我国是全球最大的小麦生产国和消费国,常年产量约占全球17%。小麦生产对保障国内口粮安全和稳定国际粮价具有重要意义。真菌病害每年可导致小麦产量损失15%~20%,其中赤霉病的危害尤为严重。

2、小麦赤霉病是一种广泛流行的真菌病害,禾谷镰刀菌(fusarium graminearum)是最重要的病原菌。赤霉病的发生会导致籽粒干瘪,降低粒重,进而降低小麦产量,更重要的是,赤霉病会导致毒素污染,其中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,don)是感病小麦及其制品中污染最为普遍的一种镰刀菌毒素。

3、根据其表现形式,可以将小麦赤霉病抗性分为五大类:第一类为抗侵染(resistance to invasion,type i),第二类为抗扩展(resistance to spreading,typeii),第三类是籽粒抗感染(resistance to kernel infection,type iii)、第四类是耐病性(tolerance against fhb and trichothecenes,typeⅳ),第五类是抗毒素积累(resistance to trichothecene accumulation,type v)。国内外对赤霉病抗性遗传进行了大量研究,已定位400多个抗赤霉病qtl(quantitative traitloci,数量性状位点),分布于小麦所有染色体,集中在44个染色体区间。其中抗病基因fhb1-fhb7被正式命名。位于3b染色体短臂的fhb1抗性最强,且稳定。该基因抗赤霉病扩展(type ii),最早在我国小麦品种苏麦3号中发现,苏麦3号fhb1来自地方品种中国台湾小麦。我国长江中下游地区多个地方品种含有该基因,如望水白、白三月黄、黄方柱等。

4、中国专利文献cn112941232a(申请号202110473947.4)公开了一种小麦赤霉病抗性相关分子标记及其应用,利用wheat55k小麦高通量基因芯片获取基因型数据,获得1个相对稳定的与赤霉病抗性相关的位点qfhb-6b-ym4,增效基因来源于扬麦4号,即增加赤霉病抗性、降低病小穗率的基因来源于扬麦4号,qtl峰值位置在6b染色体上33.60cm-34.00cm,对应标记区间为ax109482211-ax111634185,相距0.4个cm,位置较精细,表型贡献率达到11.35%-13.09%。进一步从qtl区间中依据标记同源性初步筛选snp标记,选择区间中特异性高、与赤霉病抗性相关性最高的snp标记进行kasp标记转化,确定6b上27.97mb处的ax111634185标记的基因组特异性最好、与赤霉病抗性相关性最显著。

5、朱展望(“利用全基因组连锁分析和关联分析定位小麦赤霉病抗性基因及分子标记开发”,《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)农业科技辑》,2021年)在4个环境下对240份国内小麦品种(系)组成的自然群体进行赤霉病抗性鉴定,用90k snp芯片进行基因型分析,用tassel软件混合线性模型进行全基因组关联分析(genome-wide associationstudy,gwas);在5个环境下对包含174个家系的扬麦16/中麦895加倍单倍体(doubledhaploid,dh)群体进行赤霉病抗性鉴定,用660k snp芯片进行基因型分析,用icimapping软件进行qtl定位。在自然群体中发现5个较为稳定的抗赤霉病位点,分别位于1as、2dl、5as、5al和7ds上,解释表型变异的5.6%、10.3%、5.0%、5.4%和5.6%,其中5as、5al和7ds位点可能为新的抗病位点。在扬麦16/中麦895群体中共检测到7个稳定的抗赤霉病qtl。qfhb.caas-4as、qfhb.caas-5al和qfhb.caas-6bs可能为新位点。qfhb.caas-4bs和qfhb.caas-4ds应分别为矮秆位点rht-b1和rht-d1,并与花药外露率(anther extrusion,ae)关联。开发了fhb-1as-sts、fhb-5as-kasp、fhb-5al-caps、indel_ax-89588684和kasp_ax-110917097等5个抗赤霉病位点连锁的pcr标记。

6、挖掘更多的小麦控制赤霉病抗性的qtl位点,并开发成可供育种使用的连锁分子标记对于分子标记辅助选择赤霉病抗性高低的小麦育种工作十分重要。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记及其应用。

2、本发明的技术方案如下:

3、一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记,所述qtl qfhb.sdau-1bl位于1bl染色体上,具体位置为401-406mb;所述kasp分子标记为kasp-qfhb.sdau-1b.15,具体位置为406306877,所述kasp分子标记kasp-qfhb.sdau-1b.15的snp位点碱基变异是a/g变异,含有gg碱基的小麦材料赤霉病抗性优于含有aa碱基的小麦材料。

4、一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记的引物,所述引物包括两条正向引物,核苷酸序列如seq id no.1和seq id no.2所示,以及一条反向通用引物,核苷酸序列如seq id no.3所示。

5、根据本发明优选的,所述两条正向引物序列前面分别加上不同的荧光检测序列。

6、进一步优选的,所述荧光检测序列分别是fam序列和hex序列。

7、一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的基因分型方法,提取小麦基因组dna,用seq id no.1、seq id no.2、seq id no.3所示的引物进行pcr扩增,荧光检测后确定基因分型。

8、一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的基因分型产品,包括kasp分子标记的检测物质。

9、根据本发明优选的,所述检测物质包括上述kasp分子标记的引物。

10、上述小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记的检测物质在如下任一项中的应用:

11、(1)鉴定或辅助鉴定小麦抗赤霉病抗性;

12、(2)制备鉴定或辅助鉴定小麦抗赤霉病抗性的产品;

13、(3)比较待测小麦籽粒的赤霉病抗性强弱;

14、(4)选育或筛选赤霉病抗性相对较强的小麦株系或品系;

15、(5)选育或筛选赤霉病抗性相对较弱的小麦株系或品系;

16、(6)制备用于筛选或比较待测小麦赤霉病抗性强弱的产品。

17、根据本发明优选的,所述kasp分子标记的检测物质包括上述kasp分子标记的引物。

18、有益效果:

19、混池转录组测序(bsr-seq)是结合集群分离分析法(bsa)和rna测序技术(rna-seq)的一种高效测序手段,可以有效找到显著差异的位点,预测候选基因。本发明利用bsr-seq分析,在1bl(401-406mb)染色体上定位到小麦抗赤霉病新qtl位点,命名为qfhb.sdau-1bl,从上述qtl区间中筛选开发出了kasp分子标记,命名为kasp-qfhb.sdau-1b.15,物理位置为406306877,上述kasp分子标记与赤霉病抗性具有较高的相关性,可将该位点应用于分子标记辅助选择育种中。因此,本发明挖掘出新的赤霉病抗性基因,可为赤霉病抗性小麦新品种的培育提供新的基因资源。


技术特征:

1.一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记,其特征在于,所述qtlqfhb.sdau-1bl位于1bl染色体上,具体位置为401-406mb;所述kasp分子标记为kasp-qfhb.sdau-1b.15,具体位置为406306877,所述kasp分子标记kasp-qfhb.sdau-1b.15的snp位点碱基变异是a/g变异,含有gg碱基的小麦材料赤霉病抗性优于含有aa碱基的小麦材料。

2.一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记的引物,其特征在于,所述引物包括两条正向引物,核苷酸序列如seq id no.1和seq id no.2所示,以及一条反向通用引物,核苷酸序列如seq id no.3所示。

3.如权利要求2所述的kasp分子标记的引物,其特征在于,所述两条正向引物序列前面分别加上不同的荧光检测序列。

4.如权利要求3所述的kasp分子标记的引物,其特征在于,所述荧光检测序列分别是fam序列和hex序列。

5.一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的基因分型方法,其特征在于,提取小麦基因组dna,用seq id no.1、seq id no.2、seq id no.3所示的引物进行pcr扩增,荧光检测后确定基因分型。

6.一种小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的基因分型产品,其特征在于,包括权利要求1所述的kasp分子标记的检测物质。

7.如权利要求6所述的基因分型产品,其特征在于,所述检测物质包括权利要求2~4任一项所述的kasp分子标记的引物。

8.权利要求1所述的小麦赤霉病抗性qtl qfhb.sdau-1bl的kasp分子标记的检测物质在如下任一项中的应用:

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述kasp分子标记的检测物质包括权利要求2~4任一项所述的kasp分子标记的引物。


技术总结
本发明涉及小麦赤霉病抗性QTL Qfhb.sdau‑1BL的KASP分子标记及其应用,属于小麦抗赤霉病分子标记技术领域。本发明利用BSR‑Seq分析,在1BL(401‑406Mb)染色体上定位到小麦抗赤霉病新QTL位点,命名为Qfhb.sdau‑1BL,从上述QTL区间中筛选开发出了KASP分子标记,命名为KASP‑QFhb.sdau‑1B.15,物理位置为406306877,上述KASP分子标记与赤霉病抗性具有较高的相关性,可将该位点应用于分子标记辅助选择育种中。因此,本发明挖掘出新的赤霉病抗性基因,可为赤霉病抗性小麦新品种的培育提供新的基因资源。

技术研发人员:邓志英,王德华,高东升,吕倩倩,赵云哲,高国庆,金开拓
受保护的技术使用者:山东农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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