CN106868189B - 用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用。本发明首先保护一种作为分子标记的DNA分子，命名为InDel‑34，如序列表的序列1所示。本发明还保护一种鉴定待测谷子为春谷还是夏谷的方法，包括如下步骤：检测待测谷子基因组中是否具有InDel‑34，如果具有InDel‑34、待测谷子为或候选为夏谷，如果不具有InDel‑34、待测谷子为或候选为春谷。本发明可用于谷子育种，对于选育具有不同抽穗期性状的谷子，对于鉴定未知品种的谷子为春谷还是夏谷，具有重要的应用价值。

Description

用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用
技术领域
本发明涉及用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用。
背景技术
作为起源于我国的C4旱生作物，谷子在我国已经拥有11,500多年的栽培历史，无论在农业生产还是基因功能研究方面正在发挥越来越重要的作用。谷子在我国各地均有分布，曾是我国南到海南岛北到黑龙江，西至新疆西部和东至东海之滨广泛栽培的作物，南北跨度和海拔跨度大。但目前主要分布在长江以北半干旱半湿润和干旱地区，为了适应不同的生态区，谷子从进化上形成了春谷类型和夏谷类型的分化，春谷多适应相对高纬度高海拔地区(东北三省、黄土高原等地区)，夏谷则适应中低纬度和低海拔地区(华北平原以及华北平原以南地区)。春谷春天播种，生育期为120-140天。夏谷夏天播种，生育期为90-110天。生育期即从种子播种到收获子代种子的时间段。
春谷和夏谷最大的区别在于播种和抽穗期的早晚，表现在播种期春谷比夏谷一般提前近30天左右，抽穗期春谷比夏谷一般早20天左右。抽穗指禾谷类作物发育完全的幼穗从剑叶鞘内伸出的时期或状态。记载时常以幼穗中部露出剑叶鞘时作为抽穗标准。全田有10％植株抽穗时记为始穗期，50％植株抽穗时为抽穗期，80％植株抽穗时为齐穗期。在中低纬度地区将春谷和夏谷在同一地点同一时间播种，春谷一般则较夏谷早15-20天左右。春夏类型的划分在谷子品种资源和遗传育种研究中有重要意义，可为资源分类管理、育种亲本和杂交种选配的亲本配置提供重要信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用。
本发明首先保护一种作为分子标记的DNA分子，命名为InDel-34，如序列表的序列1所示。
本发明还保护一种鉴定待测谷子为春谷还是夏谷的方法，包括如下步骤：检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34，如果具有InDel-34、待测谷子为或候选为夏谷，如果不具有InDel-34、待测谷子为或候选为春谷。
本发明还保护一种鉴定待测谷子的抽穗期性状的方法，包括如下步骤：检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34，在平行条件下，基因组中具有InDel-34的待测谷子从出苗到抽穗期所经历的天数多于基因组中不具有InDel-34的待测谷子。
本发明还保护一种试剂盒，包括用于检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质；所述试剂盒的功能为如下(a)或(b)：(a)鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；(b)鉴定待测谷子的抽穗期性状。
本发明还保护InDel-34作为分子标记的应用。所述应用为如下(a)或(b)：(a)鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；(b)鉴定待测谷子的抽穗期性状。
本发明还保护用于检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质在制备试剂盒中的应用；所述试剂盒的功能为如下(a)或(b)：(a)鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；(b)鉴定待测谷子的抽穗期性状。
本发明还保护一种特异引物对，由引物F1和引物R1组成；所述引物F1为序列表的序列2所示的单链DNA分子；所述引物R1为序列表的序列3所示的单链DNA分子。
本发明还保护所述特异引物对在制备试剂盒中的应用；所述试剂盒的功能为如下(a)或(b)：(a)鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；(b)鉴定待测谷子的抽穗期性状。
本发明还保护一种试剂盒，包括所述特异引物对；所述试剂盒的功能为如下(a)或(b)：(a)鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；(b)鉴定待测谷子的抽穗期性状。
本发明还保护所述试剂盒的制备方法，包括将各条引物进行单独包装的步骤。
以上任一所述抽穗期性状指的是从出苗到抽穗期所经历的天数。
在平行条件下，基因组中具有InDel-34的待测谷子从出苗到抽穗期所经历的天数多于基因组中不具有InDel-34的待测谷子。
本发明还保护一种鉴定待测谷子为春谷还是夏谷的方法，包括如下步骤：以待测谷子的基因组DNA为模板，采用所述特异引物对进行PCR扩增，如果PCR扩增产物为174bp、待测谷子为或候选为夏谷，如果PCR扩增产物为140bp、待测谷子为或候选为春谷。
本发明还保护一种鉴定待测谷子抽穗期性状的方法，包括如下步骤：以待测谷子的基因组DNA为模板，采用所述特异引物对进行PCR扩增，如果PCR扩增产物为174bp、待测谷子的基因型为Ⅰ型，如果PCR扩增产物为140bp、待测谷子的基因型为Ⅱ型；在平行条件下，从出苗到抽穗期所经历的天数，基因型为Ⅰ型的谷子多于基因型为Ⅱ型的谷子。
本发明可用于谷子育种，对于选育具有不同抽穗期性状的谷子，对于鉴定未知品种的谷子为春谷还是夏谷，具有重要的应用价值。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
实施例1、与抽穗期性状相关的InDel标记的发现
构建完成一套由916份谷子品种资源组成的核心种质群体，该群体覆盖了国内地方品种、育成品种、国外品种及部分野生近缘种等多种资源类型，具有清晰的群体结构和丰富的遗传及表型多样性。
将核心种质群体中的谷子品种进行多年多点的种植，最终完成以抽穗期为主的农艺性状的调查。在抽穗期等穗部性状上，材料间表现出了很高的多态性。
将核心种质群体中的916份谷子品种分别进行基因组测序，然后进行序列比对，发现了大量变异位点，包括若干SNP以及若干InDel。
通过关联分析，发掘与抽穗期性状相关的变异位点，其中一个InDel标记如序列表的序列1所示，将其命名为InDel-34。
实施例2、InDel-34与抽穗期性状的关联分析
试验材料为表1中所示的52个谷子品种。
一、检测试验材料基于InDel-34的基因型
1、提取试验材料的基因组DNA。
2、以步骤1提取的基因组DNA为模板，采用F1和R1组成的引物对进行PCR扩增。
F1(序列表的序列2)：5’-AGCTGCCAGAAGATGAAGGT-3’；
R1(序列表的序列3)：5’-TGGAATGGCTATGATTGTTGGT-3’。
3、将PCR扩增产物进行测序。
所有试验材料根据测序结果，可以分为两组，第一组试验材料的PCR扩增产物为174bp，第二组试验材料的PCR扩增产物为140bp，第二组试验材料的PCR扩增产物比第一组试验材料的PCR扩增产物缺失了序列表的序列1所示的34个核苷酸(InDel-34)。
将PCR扩增产物为174bp的试验材料的基因型命名为Ⅰ型。将PCR扩增产物为140bp的试验材料的基因型命名为Ⅱ型。
基因型命名为Ⅰ型的谷子均为已知的夏谷，基因型为Ⅱ型的谷子均为已知的春谷。
豫谷1号的PCR扩增产物的测序结果如序列表的序列4所示。
二、检测试验材料的从出苗到抽穗期所经历的时间
各个试验材料在多年多地进行平行试验(整个试验过程进行平行、正常栽培管理)。
2010年海南(三亚)、2011年北京(顺义)、2011河南(安阳)、2011山西(长治)、2012山西(太原)、2013山西(太原)、2016北京(顺义)。
各个试验材料从出苗到抽穗期所经历的天数见表1的最后一列(多年多地点的平均值)。
表1
Figure BDA0001268054380000041
Figure BDA0001268054380000051
三、关联分析
基于步骤一和步骤二的结果，对“基因型”和“从出苗到抽穗期所经历的天数”进行差异显著性分析，结果见表2。两种基因型在抽穗期上的差异达到了极显著水平。
表2从出苗到抽穗期所经历的天数
2010年海南 2011年北京 2011年河南 2011年山西 2012年山西 2013年山西 2016年顺义
基因型Ⅰ 36±17 61±19 45±10 72±22 69±25 66±8 52±5
基因型Ⅱ 33±8 54±12 36±6 55±11 56±9 55±8 47±6
P-Value 6.24×10<sup>-4</sup> 5×10<sup>-2</sup> 2.64×10<sup>-4</sup> 5.4×10<sup>-5</sup> 1.28×10<sup>-4</sup> 6.2×10<sup>-5</sup> 9.95×10<sup>-3</sup>
基于关联分析的结果，建立如下方法：
基因型为Ⅰ型的谷子，为候选的夏谷。基因型为Ⅱ型的谷子，为候选的春谷。
在平行条件下，从出苗到抽穗期所经历的天数，基因型为Ⅰ型的谷子多于基因型为Ⅱ型的谷子。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国农业科学院作物科学研究所
<120> 用于鉴定春夏谷类型的引物对及其应用
<130> GNCYX170715
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 34
<212> DNA
<213> 谷子
<400> 1
cgttctaaat agccaacagc tatttagaac aata 34
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
agctgccaga agatgaaggt 20
<210> 3
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
tggaatggct atgattgttg gt 22
<210> 4
<211> 174
<212> DNA
<213> 谷子
<400> 4
agctgccaga agatgaaggt gaagtcggac aaacccggag acgtagcaca aactacgttc 60
taaatagcca acagctattt agaacaataa atcaaaataa aagacatcac tgactaagaa 120
aaatgacttt aatagcaaca gctcgtttct ataccaacaa tcatagccat tcca 174

Claims (12)

1.一种DNA分子，如SEQ ID NO：1所示。
2.一种鉴定待测谷子为春谷还是夏谷的方法，包括如下步骤：检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34，如果具有InDel-34、待测谷子为或候选为夏谷，如果不具有InDel-34、待测谷子为或候选为春谷；InDel-34如SEQ ID NO：1所示。
3.一种鉴定待测谷子的抽穗期性状的方法，包括如下步骤：检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34，在平行条件下，基因组中具有InDel-34的待测谷子从出苗到抽穗期所经历的天数多于基因组中不具有InDel-34的待测谷子；InDel-34如SEQ ID NO：1所示。
4.InDel-34作为分子标记的应用；InDel-34如SEQ ID NO：1所示；所述分子标记用于如下（a）或（b）：（a）鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；（b）鉴定待测谷子的抽穗期性状。
5.特异引物对，由引物F1和引物R1组成；所述引物F1为SEQ ID NO：2所示的单链DNA分子；所述引物R1为SEQ ID NO：3所示的单链DNA分子。
6.用于特异性检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质在制备试剂盒中的应用；InDel-34如SEQ ID NO：1所示；所述试剂盒的功能为如下（a）或（b）：（a）鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；（b）鉴定待测谷子的抽穗期性状。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述用于特异性检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质为权利要求5所述特异引物对。
8.一种试剂盒，包括用于特异性检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质；InDel-34如SEQ ID NO：1所示；所述试剂盒的功能为如下（a）或（b）：（a）鉴定待测谷子为春谷还是夏谷；（b）鉴定待测谷子的抽穗期性状。
9.如权利要求8所述的试剂盒，其特征在于：所述用于特异性检测待测谷子基因组中是否具有InDel-34的物质为权利要求5所述特异引物对。
10.权利要求9所述试剂盒的制备方法，包括将各条引物进行单独包装的步骤。
11.一种鉴定待测谷子为春谷还是夏谷的方法，包括如下步骤：以待测谷子的基因组DNA为模板，采用权利要求5所述特异引物对进行PCR扩增，如果PCR扩增产物为174bp、待测谷子为或候选为夏谷，如果PCR扩增产物为140bp、待测谷子为或候选为春谷。
12.一种鉴定待测谷子抽穗期性状的方法，包括如下步骤：以待测谷子的基因组DNA为模板，采用权利要求5所述特异引物对进行PCR扩增，如果PCR扩增产物为174bp、待测谷子的基因型为Ⅰ型，如果PCR扩增产物为140bp、待测谷子的基因型为Ⅱ型；在平行条件下，从出苗到抽穗期所经历的天数，基因型为Ⅰ型的谷子多于基因型为Ⅱ型的谷子。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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