CN104164428B - 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 - Google Patents
一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104164428B CN104164428B CN201410357151.2A CN201410357151A CN104164428B CN 104164428 B CN104164428 B CN 104164428B CN 201410357151 A CN201410357151 A CN 201410357151A CN 104164428 B CN104164428 B CN 104164428B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wheat
- grain weight
- molecular marker
- seq
- breeding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000009395 breeding Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 title 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims abstract description 35
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 18
- 238000001976 enzyme digestion Methods 0.000 claims description 9
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 7
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 7
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 6
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 claims description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 description 4
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 2
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229940040526 anhydrous sodium acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 1
- 235000021393 food security Nutrition 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及基因工程技术领域可应用于小麦育种领域，具体提供了一种小麦粒重分子标记，该标记位于小麦6A染色体BOBWHITE_C20706_135和RA_C28538_971之间；通过该分子标记的应用，可以检测小麦品种或品系中是否具有增加千粒重的QGW6A‑164，以加快小麦高产品种的选育进程，由于采用了专用的粒重分子标记不仅筛选快速精准，不受环境影响，选择目标明确，而且节约了生产成本，大大提高了高产小麦品种或品系的选择效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及涉及基因工程技术领域，可应用于小麦育种领域，具体提供了一种小麦粒重分子标记。
背景技术
小麦是我国50-60％人口的主要口粮，目前，我国人均耕地只有0.093公顷，随着生产粮食的土地和淡水资源的减少，粮食供应安全问题日益凸显，提高千粒重是培育高产小麦的重要途径之一，田纪春等研究表明在穗数和穗粒数相对固定的前提下，千粒重每增加1克，每公顷产量可增加157kg。
粒重由主基因和微效基因共同控制，基因数目多且效应较低，易受环境影响。在传统育种中需要大规模的田间选择，工作量大，效率低难以满足现在的需要。而新兴的分子标记辅助选择不受环境影响，可以进行程序化早代选择和预测，可显著提高目标性状选择的准确性，对加快提高小麦单产及保障我国粮食安全具有重要的现实意义和理论价值。但是目前在水稻中已鉴定并克隆了GS3、qSW5、GW2和GS5等与粒重有关的基因/QTL，在分子标记辅助选择中发挥了作用。但是小麦是异源六倍体，与粒重有关的基因鉴定较少，缺乏分子标记辅助选择的有效标记。
目前小麦粒重分子标记辅助选择瓶颈效应主要表现在：
①绝大多数QTLs不是功能性标记：从理论上讲，实效性分子标记经验证优化后可用于所有育种材料的检测。它的发掘是以被克隆的基因序列为前提，并需建立位点/标记与性状的关系。按照这一标准，多数发表的QTLs位点都没有经过育种过程或品种进行有效性验证。
②QTLs实用性差：单一遗传群体定位的基因位点，准确度差，而且由于置信区间大，QTLs过多或存在假阳性QTLs，降低了分子辅助选择的实际效率，甚至没法有效应用到小麦育种中。
因此需要提供一种针对于小麦粒重的实用性分子标记以利于小麦的育种。
发明内容
本发明的发明人针对上述现有技术的情况，结合长期研究和探索，提供了一种小麦粒重分子标记，该标记长度为125bp，位于小麦6A染色体BOBWHITE_C20706_135和RA_C28538_971之间；通过该分子标记的应用，可以检测小麦品种或品系中是否具有增加千粒重的QGW6A-164基因位点，以加快小麦高产品种的选育进程，由于采用了专用的粒重分子标记不仅筛选快速精准，不受环境影响，选择目标明确，而且节约了生产成本，大大提高了高产小麦品种或品系的选择效率和质量，提高了QTL检测的效应和定位精度，开发了实效性分子标记，研制粒重分子辅助育种体系，可以程序化应用于育种实践。
发明人提供的具体技术方案如下：
一种小麦粒重分子标记，该标记位于小麦6A染色体BOBWHITE_C20706_135和RA_C28538_971之间；其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所述。
通过该分子标记的应用，可以检测小麦品种或品系中是否含有增加千粒重基因位点的QGW6A-164，具体步骤为：
利用特异性引物扩增目标植株的的叶片DNA，获得952bp的片段，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，之后利用ScrFI专一酶酶切后检测是否含有核苷酸序列如SEQ ID NO:1所述的片段；
判定标准为：不具有增大千粒重基因的品种或品系中出现如SEQ ID NO:1所述的125bp的电泳带；具有增大千粒重基因的品种或品系中该片段被切碎，该片段缺失。
为了配合该分子标记，发明人设计了其特异性引物，其
正向引物序列：5′-CTACTTATGATTACTCATCTCTGACT-3′(如SEQ ID NO:3所示)
反向引物序列：5′-ACATCCCATTGACACAATAATCTGCTCTC-3′(如SEQ ID NO:4所示)
通过特异性引物的扩增，以及对产物的酶切结果进行判定，主要原因在于：通过这种方法可以判定该位点是否含有大粒增效基因位点，虽然小麦粒重受多个基因位点控制，但是由于本发明所判定的位点为主效基因位点，其对于小麦的增重有着十分重要的增效效果，故而即可获知待测小麦品种是否具有粒重增效效果的相关基因；为粒重基因聚合、进而增加产量提供分子基础，从而可以更好的育种并应用于品种改良中去。
综上所述，本发明的发明人首次提供了一种小麦粒重分子标记，该标记位于小麦6A染色体BOBWHITE_C20706_135和RA_C28538_971之间；通过该分子标记的应用，可以检测小麦品种或品系中是否具有增加千粒重的QGW6A-164，以加快小麦高产品种的选育进程，由于采用了专用的粒重分子标记不仅筛选快速精准，不受环境影响，选择目标明确，而且节约了生产成本，大大提高了高产小麦品种或品系的选择效率和质量。
附图说明
图1为利用本发明所述的分子标记和判定方法对大粒体系和小粒体系的酶切验证结果电泳图，通过图中可知，小粒体系经过酶切后出现了125bp的电泳带，而大粒体系中则没有出现。
具体实施方式
下述实施例中除特殊说明之外，所采用的均为本领域现有技术；
实施例1小麦的叶片DNA提取
(1)取约0.3-0.5g叶片入5mL离心管，液氮速冻后研成粉末；
(2)加入约1600μL已预热至65℃的缓冲液S，多次倒置混匀，水浴0.5-1h，其间轻摇几次以充分混匀；
(3)降温到室温，等待10分钟，加10-15μL RNA酶(10mg/mL)37℃水浴30钟，其间轻摇几次以充分混匀，约1次/10min；
(4)取出离心管，加入等体积1600μL,4℃苯酚(Tris-平衡酚)：氯仿：异戊醇(25：24：1(体积比)抽提，轻轻混匀10min，4℃冰箱静置5min，然后8000rpm离心10min；
(5)取上清液于另一管，约1300μL，加入等体积冷氯仿(4℃冰箱放置)，轻摇10min混匀，8000rpm离心10min；
(6)取上清液于另一管，加100μL3M NaAC(醋酸钠)，加入1000μL的冷异丙醇(或2倍体积的冷乙醇)，充分混匀后于-20℃冰箱静置20min；
(7)用枪头挑出絮状的DNA，用70％乙醇清洗2–3次，稍离心5分钟，去掉乙醇，气干后(无乙醇气味即可)，溶于200μL1×TE，轻轻混匀，-20℃储存；
(8)用微量可见/紫外分光光度计NanoDrop2000，测定DNA浓度，稀释DNA浓度为200ng/μL做为工作液。
附录：溶液配制：
(1)3M NaAc(pH5.2)
600mL H2O中加408.24g NaAc-3H2O，(或者246.24g无水醋酸钠)溶解后用冰醋酸(冰乙酸)调pH值至5.2，定容至1L，灭菌，备用。
(2)1×TE(pH8.0)
800mL H2O中加1.211g Tris、0.3723g Na2EDTA-2H2O，用HCL调pH值至8.0，定容至1L，灭菌，备用。
(3)RNA酶：(若商业化配置好的1mL处理好的分装RNA酶，可以直接使用。)
将固体RNA酶溶于0.01M NaAc，使酶浓度为10mg/mL，加热至100℃处理15–20min，慢慢冷却至室温，然后加入0.1倍体积1M Tris-HCL(pH7.4)，分装后于–20℃冰箱保存。
(4)缓冲液S
按照如下配方配制后，定容至1L。
(5)10％SDS配制：
900ml水中100g溶解电泳级SDS，加热至68度助溶，加几滴浓HCL调节溶液PH到7.2，加水定容到1L，分装备用。(SDS微细晶，易扩散，需戴面罩。10％SDS无需灭菌。
实施例2目标产物扩增
正向引物序列：5′-CTACTTATGATTACTCATCTCTGACT-3′(如SEQ ID NO:3所示)
反向引物序列：5′-ACATCCCATTGACACAATAATCTGCTCTC-3′(如SEQ ID NO:4所示)
PCR扩增：其PCR扩增体系为20μL
备注：Mix可用：或(Taq酶0.25μL，DNK2.0μL,Buffer1.5μL,MgCl0.4μL配置。)
扩增条件：
通过上述扩增即可获得952bp的片段，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。
实施例4 PCR产物专一性酶切：
酶切体系10μL：
专一酶ScrFI：0.3μL
PCR产物：3μL
10×NE buffer:0.7μL
ddH2O:6μL
酶切反应条件：PCR扩增产物中添加0.3μL ScrFI专一酶(市场购得)，37℃水浴2h.然后将酶切体系65℃灭火5 min。
将上述扩增产物分别在8％聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后，扩增产物分子量大小为952bp，扩增产物酶切后，不具有增大千粒重基因的品种或品系(低粒重)中出现125bp的电泳带。而具有增大千粒重基因的品种或品系中该片段被切碎，该片段缺失。
Claims (2)
1.一种小麦粒重分子标记，其特征在于：其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所述。
2.权利要求1所述分子标记在小麦育种中的应用，其特征在于：利用其判定植株是否含有增加千粒重的基因位点，具体步骤为：
利用特异性引物扩增目标植株的叶片DNA，获得952bp的片段，其核苷酸序列如SEQ IDNO:2所示，之后利用ScrFI专一酶酶切后检测是否含有核苷酸序列如SEQ ID NO:1所述的片段；
判定标准为：不具有增大千粒重基因位点的品种或品系中出现如SEQ ID NO:1所述的125bp的电泳带；具有增大千粒重基因位点的品种或品系中该片段被切碎，该片段缺失；
所述的特异性引物为：
正向引物序列如SEQ ID NO:3所示；
反向引物序列如SEQ ID NO:4所示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410357151.2A CN104164428B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410357151.2A CN104164428B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104164428A CN104164428A (zh) | 2014-11-26 |
| CN104164428B true CN104164428B (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=51908409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410357151.2A Active CN104164428B (zh) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104164428B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106318936B (zh) * | 2015-06-17 | 2018-12-21 | 中国农业大学 | 小麦稳定粒重主效qtl的分子标记及其应用 |
| CN106119391A (zh) * | 2016-08-24 | 2016-11-16 | 山东农业大学 | 小麦沉淀值分子标记QSed1B‑26及其应用 |
| CN106480180B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-10-29 | 山东农业大学 | 一种小麦茎秆断裂强度分子标记qwqd4b.4-13及其应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103820476A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-28 | 山东农业大学 | 与小麦千粒重相关的基因、功能标记及其应用 |
-
2014
- 2014-07-25 CN CN201410357151.2A patent/CN104164428B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103820476A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-05-28 | 山东农业大学 | 与小麦千粒重相关的基因、功能标记及其应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Function of TaGW2-6A and its effect on grain weight in wheat (Triticum aestivum L.);Xinye Zhang et al.;《Euphytica》;20130118;347-357 * |
| 小麦"山农01-35×藁城9411"RIL群体遗传图谱构建及主要产量和品质性状QTL分析;师翠兰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 农业科技辑》;20130215;D047-55 * |
| 小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位;张坤普 等;《作物学报》;20091231;第35卷(第2期);270-278 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104164428A (zh) | 2014-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105296475B (zh) | 与辣椒抗黄瓜花叶病毒病基因qcmv‑2‑1连锁的分子标记及其应用 | |
| CN108754017A (zh) | 一种辅助检测大豆油脂含量高低的caps标记及其应用 | |
| WO2012083681A1 (zh) | 半滑舌鳎性别特异微卫星标记及其在超雌鱼鉴定中的应用 | |
| CN108103219B (zh) | 一种用于鉴别杨梅雌雄的分子标记、引物对及其应用 | |
| CN104164428B (zh) | 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 | |
| CN101899437B (zh) | 用于甜瓜枯萎病抗性鉴定的功能性分子标记及其用途 | |
| CN116377121A (zh) | 一种与小麦旗叶长和穗长相关的分子标记及其应用 | |
| CN104087586B (zh) | 一种小麦粒重分子标记及其在育种中的应用 | |
| CN106480180B (zh) | 一种小麦茎秆断裂强度分子标记qwqd4b.4-13及其应用 | |
| Aali et al. | Detecting novel SNPs and breed-specific haplotypes at calpastatin gene in Iranian fat-and thin-tailed sheep breeds and their effects on protein structure | |
| CN112063630B (zh) | 一种抗稻粒黑粉病基因OsnTNB.11及其应用 | |
| CN109811074B (zh) | 一种用于辅助检测小麦高单穗小穗数性状的标记及其应用 | |
| CN105483225B (zh) | 水稻温敏核不育基因tms5的功能特异性分子标记及其应用 | |
| CN102827936B (zh) | 检测转人血清白蛋白水稻品系114-7-2的组合物及其试剂盒 | |
| CN105603072B (zh) | 一种控制高粱芒有无基因SbAn-1以及SNP突变位点和应用 | |
| CN105543238B (zh) | 转基因玉米ie034外源插入片段3’端旁侧序列及检测方法 | |
| Ren et al. | Molecular identification of wheat leaf rust resistance genes in sixty Chinese wheat cultivars | |
| CN101280339A (zh) | 一个能辨别海带雌配子体的scar分子标记 | |
| CN112457385B (zh) | 一种控制水稻生育期基因ljp1的应用 | |
| CN102994498B (zh) | 与大豆抗疫霉根腐病候选基因RpsWD15-1共分离的分子标记及其应用 | |
| CN106086016A (zh) | 一种小麦面团稳定时间分子标记QSt5B‑488及其应用 | |
| CN102676681B (zh) | 一种检测小麦穗分枝抑制相关基因的专用引物及其应用 | |
| Nowak et al. | Allelic variation at the VRN-1 locus of Polish cultivars of common wheat (Triticum aestivum L.) | |
| CN106011145B (zh) | 一种来源于菊芋的抗逆基因及其编码蛋白与应用 | |
| CN106148558B (zh) | 一种玉米烟嘧磺隆抗感分子标记及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |