CN105463118A - 一种与小麦株型和产量相关基因TaGDRG-2A分子标记及其应用 - Google Patents
一种与小麦株型和产量相关基因TaGDRG-2A分子标记及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种与小麦株型和产量相关基因TaGDRG-2A分子标记及其应用。本发明的分子标记由引物对A和引物对B组成;所述引物对A由序列2所示的单链DNA分子和序列3所示的单链DNA分子组成;所述引物对B由序列4所示的单链DNA分子和序列5所示的单链DNA分子组成。通过实验证明:采用本发明的分子标记,可快速准确的找到株型和产量都比较优异的小麦。本发明为小麦分子标记辅助选择育种提供了一个新的方法,在培养理想株型和高产小麦品种或研究中具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于植物基因工程领域,尤其涉及一种与小麦株型和产量相关基因TaGDRG-2A分子标记及其应用。
背景技术
我国是世界上小麦生产和消费的第一大国,小麦生产与国家粮食安全密切相关。通过表型筛选是耗时和费力的育种模式。功能标记的开发为小麦育种选育优异表型的株系提供了方便快捷的方法。随着分子生物技术的发展,重要基因的功能不断被揭示,在作物遗传改良中高效利用这些基因已成为基因发掘的重要目标。分子标记辅助选择技术为提高目标性状选择效率,改良作物提供了一条新的有效途径。
AP2/EREBP转录因子家族在调控植物生长发育和响应外界生物和非生物胁迫调控网络中发挥重要作用。TaGDRG-2A含有2个AP2保守结构域,在调控小麦株型和产量方面发挥作用。小麦TaGDRG-2A基因的分子标记开发,将为小麦优异株型和产量株系选择具有重要的意义。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量性状的方法。
本发明提供的鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量性状的方法是检测待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型,
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的株高均低于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的分蘖数均低于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的产量均高于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
所述Hap-2A-1基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为C、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-2基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-3基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为C,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为T、且第2205位脱氧核糖核苷酸为A,且第2637位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体;
所述TaGDRG-2A基因的核苷酸序列如序列表中序列1所示。
上述方法中,所述检测待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型的方法为:
A)直接测序;
B)用能够扩增含有小麦TaGDRG-2A基因第900位脱氧核糖核苷酸和第2637位脱氧核糖核苷酸的引物扩增所述待测小麦基因组DNA,得到PCR扩增产物,用限制性内切酶酶切所述PCR扩增产物,得到酶切产物,根据所述酶切产物确定待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型。
上述方法中,所述能够扩增含有小麦TaGDRG-2A基因第900位脱氧核糖核苷酸和第2637位脱氧核糖核苷酸的引物为如下1)或2):
1)由引物对A和引物对B组成的成套引物A;
所述引物对A由序列2所示的单链DNA分子和序列3所示的单链DNA分子组成;
所述引物对B由序列4所示的单链DNA分子和序列5所示的单链DNA分子组成;
2)由引物对C和引物对D组成的成套引物B;
所述引物对C由序列A所示的单链DNA分子和序列B所示的单链DNA分子组成;
所述序列A为将序列2删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列2具有相同功能的核苷酸;
所述序列B为将序列3删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列3具有相同功能的核苷酸;
所述引物对D由序列C所示的单链DNA分子和序列D所示的单链DNA分子组成;
所述序列C为将序列4删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列4具有相同功能的核苷酸;
所述序列D为将序列5删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列5具有相同功能的核苷酸;
所述限制性内切酶为限制性内切酶ScaⅠ和限制性内切酶NheⅠ;
所述B)包括如下步骤:以待测小麦的TaGDRG-2A基因为模板,分别采用所述引物对A和所述引物对B进行扩增,分别得到PCR扩增产物A和PCR扩增产物B;再用限制性内切酶ScaⅠ酶切所述PCR扩增产物A,得到酶切产物S,且用限制性内切酶NheⅠ酶切所述PCR扩增产物B,得到酶切产物N;
根据酶切产物判断待测小麦的基因型,方法如下:
若酶切产物S仅含有大小为271bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为540bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-2基因型;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为367bp和173bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-3基因型。
上述方法中,所述待测小麦的TaGDRG-2A基因是通过引物对C扩增所述待测小麦基因组DNA得到的;所述引物对C的序列如下:
TaGFRG-2A-Primer-F:5′-CGCAAAAACACACTTGCTCA-3′;
TaGFRG-2A-Primer-R:5′-TCCGACCGAGTGCTCATT-3′。
本发明的另一个目的是提供检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质的新用途。
本发明提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量相关性状中的应用。
本发明还提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或有效分蘖数和/或产量相关性状的产品中的应用。
本发明还提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在小麦育种中的应用。
本发明还提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备小麦育种的产品中的应用。
本发明还提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在选育产量高的小麦中的应用。
本发明还提供了检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备选育产量高的小麦的产品中的应用。
本发明还有一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量相关性状的产品。
本发明提供的鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量相关性状的产品为检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质。
上述产品或上述应用中,所述检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质为如下1)或2)或3)或4):
1)由引物对A和引物对B组成的成套引物A;
所述引物对A由序列2所示的单链DNA分子和序列3所示的单链DNA分子组成;
所述引物对B由序列4所示的单链DNA分子和序列5所示的单链DNA分子组成;
2)由引物对C和引物对D组成的成套引物B;
所述引物对C由序列A所示的单链DNA分子和序列B所示的单链DNA分子组成;
所述序列A为将序列2删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列2具有相同功能的核苷酸;
所述序列B为将序列3删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列3具有相同功能的核苷酸;
所述引物对D由序列C所示的单链DNA分子和序列D所示的单链DNA分子组成;
所述序列C为将序列4删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列4具有相同功能的核苷酸;
所述序列D为将序列5删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列5具有相同功能的核苷酸;
3)含有1)所述的成套引物A或2)所述的成套引物B的PCR试剂;
4)含有1)所述的成套引物A或2)所述的成套引物B或3)所述的PCR试剂的试剂盒。
本发明的最后一个目的是提供一种选育高产量小麦的方法。
本发明提供的选育高产量小麦的方法包括选择基因型为Hap-2A-2或基因型Hap-2A-3的小麦进行育种;
所述Hap-2A-2基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-3基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为C,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为T、且第2205位脱氧核糖核苷酸为A,且第2637位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体;
所述TaGDRG-2A基因的核苷酸序列如序列表中序列1所示;
上述方法或上述应用或上述产品中,所述产量为千粒重,所述分蘖数为有效分蘖数。
本发明通过对小麦自然变异群体中TaGDRG-2A基因的遗传变异分析,发现有5个SNP,分别位于序列1的第117位、第900位、第2096位、第2205位和第2637位,这五个SNP存在三种单倍型:单倍型Hap-2A-1(T、C、C、G、C)、单倍型Hap-2A-2(T、T、C、G、C)和单倍型Hap-2A-3(C、T、T、A、T)。通过关联分析证明及不同自然群体验证,这三种单倍型的纯合类型中,Hap-2A-2和Hap-2A-3的株高相关性状和分蘖数低于Hap-2A-1,Hap-2A-2和Hap-2A-3株高相关性状和分蘖数之间没有显著性差异。Hap-2A-2和Hap-2A-3千粒重性状高于Hap-2A-1,Hap-2A-2和Hap-2A-3的千粒重性状之间没有显著性差异。本发明还提供了检测第900位和第2637位SNP的分子标记。通过实验证明:采用本发明的分子标记,可快速准确的找到株型和产量都比较优异的小麦。本发明为小麦分子标记辅助选择育种提供了一个新的方法,在培养理想株型和高产小麦品种或研究中具有重要意义。
附图说明
图1为TaGDRG-2A基因组序列中SNP示意图及本发明中两个标记示意图。图1a为TaGDRG-2A基因结构示意图;图1b为TaGDRG-2A编码区及两翼DNA序列中SNP及其位点示意图;图1c为根据第900bp位点设计的dCAPS-900分子标记示意图;图1d为根据第2637bp位点设计的CAPS-2637分子标记示意图。
图2为小麦自然变异群体自然群体1中TaGDRG-2A基因三种单倍型性状统计结果。图2a为株高;图2b为穗下节长;图2c为倒二节长;图2d为有效分蘖数;图2e为千粒重。其中,12SYDS代表2012年在顺义种植的雨养处理的小麦;12SYWW代表2012年在顺义种植的正常灌溉处理的小麦;12CPWW代表2012年在昌平种植的正常灌溉处理的小麦;12CPDS代表2012年在昌平种植的雨养处理的小麦;11SYWW代表2011年在顺义种植的正常灌溉处理的小麦;11SYDS代表2011年在顺义种植的雨养处理的小麦;10CPWW代表2010年在昌平种植的正常灌溉处理的小麦;10CPDS代表2010年在昌平种植的雨养处理的小麦;10SYDS代表2010年在顺义种植的雨养处理的小麦;10SYWW代表2010年在顺义种植的正常灌溉处理的小麦。
图3为自然群体2中TaGDRG-2A基因三种单倍型性状统计结果。图3a为株高;图3b为有效分蘖数;图3c为千粒重。其中,2002LY代表2002年在洛阳种植的小麦;2005LY代表2005年在洛阳种植的小麦;2010SY代表2010年在昌平种植的小麦。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1、株型和产量相关基因TaGDRG-2A基因多态位点及单倍型的获得
一、TaGDRG-2A基因多态位点及单倍型的获得
1、TaGDRG-2A基因多态位点的获得
(1)根据小麦TaGDRG-2A基因组DNA序列特点设计其基因组的特异引物,引物序列如下:
TaGFRG-2A-Primer-F:5′-CGCAAAAACACACTTGCTCA-3′;
TaGFRG-2A-Primer-R:5′-TCCGACCGAGTGCTCATT-3′。
(2)以小麦品种材料旱选10号(来自于国家种质资源库,公众可从国家种质资源库获得)的基因组DNA为模板,采用步骤(1)的引物进行PCR扩增,得到PCR扩增产物,并对其进行测序和序列比对。
通过序列分析发现:在TaGDRG-2A编码区及两翼序列有如下5个SNP位点(图1a,1b):序列1的第117位(T和C多态性)、第900位(C和T多态性)、第2096位(C和T多态性)、第2205位(G和A多态性)和第2637位(C和T多态性)。
2、TaGDRG-2A基因单倍型的获得
通过序列分析发现:TaGDRG-2A基因的5个SNP位点在小麦自然变异群体中存在三种单倍型,分别将其命名为单倍型Hap-2A-1、单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3;每个单倍型在序列1的第117位、第900位、第2096位、第2205位和第2637位的核苷酸如表1所示。
表1、每个单倍型在SNP位点处的核苷酸
第117位 | 第900位 | 第2096位 | 第2205位 | 第2637位 | |
单倍型Hap-2A-1 | T | C | C | G | C |
单倍型Hap-2A-2 | T | T | C | G | C |
单倍型Hap-2A-3 | C | T | T | A | T |
二、分子标记的获得及其在单倍型鉴定中的应用
1、分子标记的获得
(1)根据序列表中序列1所示的TaGDRG-2A基因的第900位和第2637位所示的SNP位点,分别设计dCAPS-900标记和CAPS-2637标记,标记序列如序列表中序列2和序列3。
dCAPS-900标记引物如下:
TaGDRG-Primer-ScaⅠ-F:5′-ACGCCACAGCCGAGAACGTCTTG-3′(序列2);
TaGDRG-Primer-ScaⅠ-R:5′-GGGGTGTACCTGGTGACGCCACAGT-3′(序列3)。
CAPS-2637标记引物如下:
TaGDRG-Primer-NheⅠ:5′-GTTTTCGCACTGTCCCAAATC-3′(序列4);
TaGDRG-Primer-NheⅠ:5′-GGACATGACGTCCTGGTTTC-3′(序列5)。
(2)以序列1所示的基因为模板,分别采用步骤1设计的dCAPS-900标记和CAPS-2637标记进行PCR扩增,分别得到PCR扩增产物A和PCR扩增产物B。PCR扩增产物A的核苷酸序列为序列1的第888-1158位,PCR扩增产物B的核苷酸序列为序列1的第2502-3041位。
PCR扩增的体系(15μL)为:ddH2O8.0μL、5×PCRbuffer3.0μL、引物F(5μmol/L)和R(5μmol/L)各0.6μL、dNTP(2.5μmol/L)0.4μL、transfastpfu酶(5U)0.3μL、模板DNA(20ng/μL)2.1μL;
PCR扩增条件为:95℃5min,95℃1min,56℃30s,72℃45s,72℃5min,35次循环;72℃10min,4℃保存。
(3)用限制性内切酶ScaⅠ酶切步骤(2)获得的PCR扩增产物A,得到酶切产物S,结果如图1c。若酶切产物S为271bp,则表明序列1的第900位核苷酸为C/C,即C纯合,待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-1;若酶切产物S为246bp和25bp,则表明序列1的第900位核苷酸为T/T,即T纯合,待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-2或单倍型Hap-2A-3;
(4)用限制性内切酶NheⅠ酶切步骤(2)获得的PCR扩增产物B,得到酶切产物N,结果如图1d。若酶切产物N为540bp,则表明序列1的第2637位核苷酸为C/C,即C纯合,待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-2;若酶切产物N为367bp和173bp,则表明序列1的第2637位核苷酸为T/T,即T纯合,待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-3。
因此可以按照如下方法对待测小麦进行基因分型,判断待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-1、单倍型Hap-2A-2还是单倍型Hap-2A-3:
1)提取待测小麦的基因组DNA;
2)以步骤1)的基因组DNA为模板,分别采用dCAPS-900标记和CAPS-2637标记进行PCR扩增,分别得到PCR扩增产物A和PCR扩增产物B;
3)用ScaⅠ酶切PCR扩增产物A,得到酶切产物S;且用NheⅠ酶切PCR扩增产物B,得到酶切产物N;
若酶切产物S仅含有大小为271bp的条带,则待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-1;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为540bp的条带,则待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-2;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为367bp和173bp的条带,则待测小麦的基因型为单倍型Hap-2A-3。
实施例2、小麦单倍型与株型和产量的关联分析
一、自然群体1的基因分型及其与株型和产量的关联分析
采用实施例1中的dCAPS-900标记和CAPS-2637标记对自然群体1(表2)进行基因分型,并对基因型与株高性状、分蘖数和千粒重性状进行关联分析。具体步骤如下:
1、基因型的检测
以262份六倍体小麦组成的自然群体1中各小麦作为待测小麦按照实施例1中的方法进行分型,判断每个小麦个体的基因型为单倍型Hap-2A-1、单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3。自然群体1中各个小麦主要来自中国北部冬麦区和黄淮麦区(自然群体1中小麦品种来自于国家种质资源库,公众可从国家种质资源库获得)。检测结果如表2所示。
表2、自然群体1各个小麦单倍型统计结果
注:“-”表示无PCR产物。
2、基因型与株型和产量的关联分析
在2012、2011和2010年,在中国农业科学院作物科学研究所实验基地昌平和顺义分别在正常灌溉和雨养条件下种植小麦自然群体1。种植期间调查各个小麦的株高、穗下节长、倒二节长、有效分蘖数和千粒重。用Tassel2.1软件利用GLM模型对三种单倍型和相关性状进行关联分析。
自然群体1形成的三种单倍型与小麦株型性状(株高和分蘖数)和产量相关性状(千粒重)关联分析结果如表3,自然群体1形成的三种单倍型小麦株型性状(株高和分蘖数)和产量相关性状(千粒重)统计结果如表4,并且单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3的株高和分蘖数低于单倍型Hap-2A-1,但是单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3千粒重性状高于单倍型Hap-2A-1,且单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3小麦株高、分蘖数和千粒重性状之间没有显著性差异(图2)。说明本发明中的dCAPS-900标记和CAPS-2637能够很好地区分两种不同功能的单倍型,能够在选育小麦具有优异株型(株高和分蘖数)和产量性状(千粒重)品种中起作用。
表3、小麦自然群体1中TaGDRG-2A三种单倍型与相关性状关联分析结果
注:n.s.,表示单倍型与性状之间相关不显著。
表4、小麦自然群体1中TaGDRG-2A三种单倍型相关性状统计结果
注:小写和大写字母分别代表单倍型材料之间性状差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)。
二、自然群体2的基因分型及其株型和产量的统计分析
采用实施例1中的dCAPS-900标记和CAPS-2637标记对自然群体2(表5)进行基因分型,并对不同基因型的株高性状、分蘖数和千粒重性状进行统计分析。具体步骤如下:
表5、自然群体2各个小麦单倍型统计结果
注:“-”表示无PCR产物。
1、基因型的检测
以348份六倍体小麦组成的自然群体2中各小麦作为待测小麦按照实施例1中的方法进行分型,判断每个小麦个体的基因型为单倍型Hap-2A-1、单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3。自然群体2中各个小麦主要来自中国北部冬麦区和黄淮麦区(自然群体2来自中国小麦核心种质资源,公众可从国家种质资源库获得)。检测结果如表5所示。
2、基因型与株型和产量的统计分析
在2010、2005和2002年,分别在洛阳和顺义分别种植小麦自然群体2。种植期间调查各个小麦的株高、有效分蘖数和千粒重。
自然群体2形成的三种单倍型相关性状(株高、有效分蘖数和千粒重)统计结果如表6和图3所示,单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3的株高和有效分蘖数低于单倍型Hap-2A-1,但单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3千粒重性状高于单倍型Hap-2A-1,且单倍型Hap-2A-2和单倍型Hap-2A-3株高、有效分蘖数和千粒重性状之间没有显著性差异。自然群体2相关性状的统计结果和自然群体1的检测结果一致。
表6、自然群体2中三种单倍型相关性状的统计结果
注:小写和大写字母分别代表单倍型材料之间性状差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)。
Claims (10)
1.一种鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量性状的方法,是检测待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型,
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的株高均低于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的分蘖数均低于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
基因型为Hap-2A-2的待测小麦和基因型为Hap-2A-3的待测小麦的产量均高于基因型为Hap-2A-1的待测小麦;
所述Hap-2A-1基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为C、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-2基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-3基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为C,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为T、且第2205位脱氧核糖核苷酸为A,且第2637位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述检测待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型的方法为:
A)直接测序;
B)用能够扩增含有小麦TaGDRG-2A基因第900位脱氧核糖核苷酸和第2637位脱氧核糖核苷酸的引物扩增所述待测小麦基因组DNA,得到PCR扩增产物,用限制性内切酶酶切所述PCR扩增产物,得到酶切产物,根据所述酶切产物确定待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型、Hap-2A-2基因型还是Hap-2A-3基因型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述能够扩增含有小麦TaGDRG-2A基因第900位脱氧核糖核苷酸和第2637位脱氧核糖核苷酸的引物为如下1)或2):
1)由引物对A和引物对B组成的成套引物A;
所述引物对A由序列2所示的单链DNA分子和序列3所示的单链DNA分子组成;
所述引物对B由序列4所示的单链DNA分子和序列5所示的单链DNA分子组成;
2)由引物对C和引物对D组成的成套引物B;
所述引物对C由序列A所示的单链DNA分子和序列B所示的单链DNA分子组成;
所述序列A为将序列2删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列2具有相同功能的核苷酸;
所述序列B为将序列3删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列3具有相同功能的核苷酸;
所述引物对D由序列C所示的单链DNA分子和序列D所示的单链DNA分子组成;
所述序列C为将序列4删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列4具有相同功能的核苷酸;
所述序列D为将序列5删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列5具有相同功能的核苷酸;
所述限制性内切酶为限制性内切酶ScaⅠ和限制性内切酶NheⅠ;
所述B)包括如下步骤:以待测小麦的TaGDRG-2A基因为模板,分别采用所述引物对A和所述引物对B进行扩增,分别得到PCR扩增产物A和PCR扩增产物B;再用限制性内切酶ScaⅠ酶切所述PCR扩增产物A,得到酶切产物S,且用限制性内切酶NheⅠ酶切所述PCR扩增产物B,得到酶切产物N;
根据酶切产物判断待测小麦的基因型,方法如下:
若酶切产物S仅含有大小为271bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-1基因型;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为540bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-2基因型;
若酶切产物S仅含有大小为246bp和25bp的条带,且酶切产物N仅含有大小为367bp和173bp的条带,则待测小麦的基因型为Hap-2A-3基因型。
4.检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量相关性状中的应用;
或检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或有效分蘖数和/或产量相关性状的产品中的应用。
5.检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在小麦育种中的应用;
或检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备小麦育种的产品中的应用。
6.检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在选育产量高的小麦中的应用;
或检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质在制备选育产量高的小麦的产品中的应用。
7.一种鉴定或辅助鉴定小麦株高和/或分蘖数和/或产量相关性状的产品,为检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质。
8.根据权利要求4-6中任一所述的应用或根据权利要求7所述的产品,其特征在于:所述检测待测小麦TaGDRG-2A基因第117位、第900位、第2096位、第2205位和/或第2637位脱氧核糖核苷酸的基因型的物质为如下1)或2)或3)或4):
1)由引物对A和引物对B组成的成套引物A;
所述引物对A由序列2所示的单链DNA分子和序列3所示的单链DNA分子组成;
所述引物对B由序列4所示的单链DNA分子和序列5所示的单链DNA分子组成;
2)由引物对C和引物对D组成的成套引物B;
所述引物对C由序列A所示的单链DNA分子和序列B所示的单链DNA分子组成;
所述序列A为将序列2删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列2具有相同功能的核苷酸;
所述序列B为将序列3删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列3具有相同功能的核苷酸;
所述引物对D由序列C所示的单链DNA分子和序列D所示的单链DNA分子组成;
所述序列C为将序列4删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列4具有相同功能的核苷酸;
所述序列D为将序列5删除或增加或改变一个或几个核苷酸,且与序列5具有相同功能的核苷酸;
3)含有1)所述的成套引物A或2)所述的成套引物B的PCR试剂;
4)含有1)所述的成套引物A或2)所述的成套引物B或3)所述的PCR试剂的试剂盒。
9.一种选育高产量小麦的方法,包括选择基因型为Hap-2A-2或基因型Hap-2A-3的小麦进行育种;
所述Hap-2A-2基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为T,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为C、且第2205位脱氧核糖核苷酸为G,且第2637位脱氧核糖核苷酸为C的纯合体;
所述Hap-2A-3基因型为TaGDRG-2A基因第117位脱氧核糖核苷酸为C,且第900位脱氧核糖核苷酸为T、且第2096位脱氧核糖核苷酸为T、且第2205位脱氧核糖核苷酸为A,且第2637位脱氧核糖核苷酸为T的纯合体。
10.根据权利要求1-3中任一所述的方法或权利要求4-6中任一所述的应用或权利要求7或8所述的产品或权利要求9所述的方法,其特征在于:
所述产量为千粒重;
所述分蘖数为有效分蘖数。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105821038A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-08-03 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 用于鉴定小麦株高的分子标记以及特异引物 |
CN106434957A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 河南省农业科学院小麦研究所 | 小麦分子标记4bl‑699‑1和4bl‑699‑2在鉴定小麦株高性状中的应用 |
CN106755359A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种筛选或辅助筛选不同株高小麦的方法及其专用试剂盒 |
CN112430681A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-02 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 鉴定小麦株高和产量性状的分子标记及其应用 |
CN110484651B (zh) * | 2019-09-25 | 2023-12-19 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种小麦产量相关基因TaNRT2-6D中的分子标记及其应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005229850A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Japan Science & Technology Agency | 千粒重に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーおよびその利用 |
CN101760543A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-30 | 李祥 | 小麦中qtl作图研究进展 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005229850A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Japan Science & Technology Agency | 千粒重に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーおよびその利用 |
CN101760543A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-30 | 李祥 | 小麦中qtl作图研究进展 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
XIANSHAN WU ET AL.: "Genetic Analysis of Carbon Isotope Discrimination and its Relation to Yield in a Wheat Doubled Haploid Population", 《JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY》 * |
XIANSHAN WU ET AL.: "Genetic dissection of the developmental behaviours of plant height in wheat under diverse water regimes", 《JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY》 * |
XIANSHAN WU ET AL.: "Genetic Insight into Yield-Associated Traits of Wheat Grown in Multiple Rain-Fed Environments", 《PLOS ONE》 * |
张国华等: "黄淮麦区小麦品种(系)产量性状与分子标记的关联分析", 《作物学报》 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105821038A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-08-03 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 用于鉴定小麦株高的分子标记以及特异引物 |
CN105821038B (zh) * | 2016-05-24 | 2018-07-20 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 用于鉴定小麦株高的分子标记以及特异引物 |
CN106434957A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-02-22 | 河南省农业科学院小麦研究所 | 小麦分子标记4bl‑699‑1和4bl‑699‑2在鉴定小麦株高性状中的应用 |
CN106434957B (zh) * | 2016-11-03 | 2019-07-02 | 河南省农业科学院小麦研究所 | 小麦分子标记4bl-699-1和4bl-699-2在鉴定小麦株高性状中的应用 |
CN106755359A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种筛选或辅助筛选不同株高小麦的方法及其专用试剂盒 |
CN106755359B (zh) * | 2016-12-06 | 2019-12-31 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种筛选或辅助筛选不同株高小麦的方法及其专用试剂盒 |
CN110484651B (zh) * | 2019-09-25 | 2023-12-19 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种小麦产量相关基因TaNRT2-6D中的分子标记及其应用 |
CN112430681A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-02 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 鉴定小麦株高和产量性状的分子标记及其应用 |
CN112430681B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-17 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 鉴定小麦株高和产量性状的分子标记及其应用 |
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