CN109266779A - 一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用 - Google Patents

一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于遗传学领域,提供了一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用,通过常规杂交、回交以及温室和人工气候室加代技术,创制长穗偃麦草7el2L高产基因近等基因系,结合荧光原位杂交技术和农艺、产量相关性状分析,获得了与其紧密连锁的分子标记,可用于小麦高产育种、产量相关性状的早期分子辅助选择,以提高育种效率。

Description

一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用
技术领域
本发明属于分子遗传育种领域,具体涉及一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用。
背景技术
小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一,其产量仅次于玉米和水稻,是第三大粮食作物。全世界小麦种植面积占全世界粮食种植总面积(2.17亿公顷)的17.0%,我国小麦常年种植面积在2500万公顷左右,占全国粮食种植总面积(1.13亿公顷)的21.8%(FAO,2012;中国国家统计局,2014)。小麦之所以是最重要的粮食作物之一,原因是它养活着世界上40%的人口,并提供人类20%的能量和蛋白质供应。据报道,到2050年,全世界人口总数将达90多亿,而要满足人类的粮食需求,在现有产量(680万吨)基础上,粮食产量至少要提高70%-100%(Paroda et al., 2012;Kole et al., 2013),因而,当前如何提高产量是摆在小麦育种家面前的巨大难题。
长穗偃麦草不仅具有强壮的茎秆、发达的根系,而且免疫小麦白粉病和三锈(条锈、叶锈和秆锈)、高抗赤霉病等多种病害,是小麦遗传改良的重要基因库。新中国成立以来,以李振声院士为首的我国小麦科学家在利用十倍体长穗偃麦草改良普通小麦品种方面取得了辉煌成绩,育成的小麦新品种小偃6号,年最大推广面积曾达1000万亩,为保障我国粮食安全做出了巨大贡献(董玉琛);通过长穗偃麦草和小麦间体细胞杂交,夏光敏教授育成的耐盐小麦新品种山融3号,是山东省主推耐盐品种(夏光敏)。本研究通过小麦-长穗偃麦草后代杂交、回交,获得了小麦-长穗偃麦草7el2L染色体近等基因系,结果表明,与不含该基因的品系相比,含有该染色体的品系可提高产量10%,说明长穗偃麦草含有提高小麦产量的高产基因。加之,在目前申请的专利中,还未曾有利用长穗偃麦草7el2L染色体改良小麦产量性状的报道。因此,有必要从小麦近缘植物中发掘新的高产基因,并用于小麦产量性状遗传改良。
目前,我们已经将该高产基因定位在长穗偃麦草7el2L染色体近末端,该基因位点可以引入到普通小麦品种中,选育出高产品种。但是,传统育种方法费时、费力、表型鉴定困难,育种效率低,通过分子标记辅助选择育种可以有效解决这一问题。目前没有该高产基因分子标记的研究报道。
发明内容
为解决没有不足长穗偃麦草7el2L高产基因分子标记的不足,本发明提供了一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用 。
本发明借助ph1bph1b材料,诱导小麦-长穗偃麦草染色体部分同源重组,结合原位杂交技术,寻找与其紧密连锁的分子标记,用于小麦品质育种、品质性状的早期分子辅助选择,以提高育种效率。
本发明采用以下技术方案:
获得小麦-长穗偃麦草7el2L染色体近等基因系即本发明利用的对象,具体方法为:
(1)良星66与供体亲本SN064进行杂交,获得F1
(2)F1与良星66进行回交,获得BC1F1
(3)BC1F1植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体的单株,与良星66继续进行回交,获得BC2F1
(4)BC2F1植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株,连续自交2次,获得BC2F3
(5)BC2F3植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株,继续自交2次,获得BC2F5
(6)BC2F5植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株1个,自交1次,获得BC2F5:6
(7)借助于分子标记辅助选择,对该BC2F5:6株系进行基因型确定,选择携带7el2L染色体纯合单株2个和不携带该染色体的纯合单株1个,命名为SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,构成一组近等基因系(NIL);
为方便进行研究,发明人将其保存于山东省农业科学院小麦遗传育种创新团队小麦种质保藏中心,保藏日期为2018.11.20,保藏编号分别为SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,并对公众开放该种质资源。
确定该种长穗偃麦草的高产基因:通过对获得的上述NIL株系(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)进行农艺和产量相关性状分析,同时荧光原位杂交技术(FISH),确定该高产基因在染色体上的位置;根据已公布的小麦基因组序列,开发与长穗偃麦草高产基因紧密连锁的分子标记,并用于小麦高产育种。
长穗偃麦草高产基因在小麦染色体上的位置:
以Oligo-pTa535.1和 Oligo-pSc119.2为探针进行原位杂交,所用探针合成、探针浓度及具体操作步骤等参见Tang等[2014]的方法。原位杂交染色体制片自然干燥后,滴加0.25µg/mL碘化丙啶并盖上盖玻片,在Olympus BX51荧光显微镜下进行照相。通过与普通小麦7D染色体FISH带型进行分析,从而将该高产基因定位在长穗偃麦草7el2L染色体近末端;
目前并未有研究7el2L含有与小麦高产相关基因的定位报道,故而本发明的发明人针对小麦-长穗偃麦草近等基因系(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)进行了深入的研究工作,开发了本发明所获得的全新的分子标记,从而为该高产基因的分子标记辅助选择提供了更丰富的可利用资源,具有更加现实的实用意义。
而发明人进一步研究发现与长穗偃麦草高产基因紧密连锁的分子标记,根据已发表小麦基因组(A、B和D基组)序列,开发了8个多态性分子标记,其中有5个标记在小麦-长穗偃麦草高产种质资源中没有扩增条带,而在小麦中有扩增条带,有3个分子标记在小麦-长穗偃麦草高产种质资源有扩增条带,而在小麦中无扩增条带;进一步通过上述小麦特异分子标记和偃麦草特异分子标记组合,只有1种多重PCR分子标记组合Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40),它既可扩增出小麦特异带型,又可扩增出偃麦草特异带型,该共显性多重PCR分子标记命名为Xsaas118,其在长穗偃麦草中的扩增条带大小为150bp,在小麦中扩增条带大小为350bp。
因此发明人确定长穗偃麦草高产基因连锁的分子标记,选自分子标记Xsaas118作为分子标记用于小麦育种中。
用上游引物Xsaas32-F:SEQ ID NO.1,下游引物Xsaas32-R:SEQ ID NO.2,以及上游引物Xsaas40-F:SEQ ID NO.3和下游引物Xsaas40-R:SEQ ID NO.4对小麦品种济麦22、良星66、SAAS1001与济麦22混合DNA、SAAS1002与良星66混合DN、SAAS1003与SAAS1001混合DNA以及小麦-长穗偃麦草近等基因系SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003进行PCR扩增;结果显示该分子标记在小麦(济麦22、SAAS1003和良星66)中只有1个扩增条带,其大小为350bp;在近等基因系SAAS1001和SAAS1002中也只有1个扩增条带,其大小为150bp;在SAAS1001与济麦22混合DNA、SAAS1002与良星66混合DN以及SAAS1003与SAAS1001混合DNA中有2个扩增条带,其大小分别为150bp和350bp;以上结果说明该分子标记Xsaas118是一个共显性多重PCR分子标记,可以区分开纯合株系和杂合株系。结合上述高产基因定位在长穗偃麦草7el2长臂近末端范围内的判定,可以看出片段大小为150bp的条带,与长穗偃麦草高产基因紧密连锁。
本发明所述的分子标记引物在筛选长穗偃麦草高产基因品系和小麦-长穗偃麦草染色体工程系(染色体附加系、代换系和易位系)中的应用,利用分子标记Xsaas118对长穗偃麦草高产基因品系和小麦-长穗偃麦草染色体工程系(染色体附加系、代换系和易位系)的基因组DNA进行扩增,扩增产物电泳分离。如果能够扩增到所述分子标记的目标条带,则说明待鉴定小麦品种中含有长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhblop;反之,则不含有该基因。
本发明所述的小麦-长穗偃麦草高产基因种质资源可以利用分子标记Xsaas118进行分子标记辅助选择育种,利用分子标记Xsaas118对创制的小麦-长穗偃麦草高产基因种质资源及其衍生品种(系)的基因组DNA进行扩增,扩增产物电泳分离,通过判断能否扩增到所述分子标记对应的目标条带,预测出筛选品种是否携带长穗偃麦草7el2L高产基因。所述的小麦-长穗偃麦草7el2L高产基因种质资源的衍生品种(系)是指以小麦-长穗偃麦草7el2L高产基因种质资源(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)为亲本,通过杂交或遗传转化方法获得的小麦品种。
用于扩增所述的分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40)的引物,分子标记Xsaas32引物如下:
Xsaas32-F:5' CTACACCGGCACTTTCAACA 3'(SEQ ID No.1);
Xsaas32-R:5' CACGTCCAGAATTCCAAACC 3'(SEQ ID No.2)。
分子标记Xsaas40引物如下:
Xsaas40-F:5' agtcacgcacaaggaccatc 3'(SEQ ID No.3);
Xsaas40-R:5' tgctggccatcttctggttt3'(SEQ ID No.4)。
基于上述研究成果,发明人进一步开发了本发明所述分子标记的具体应用:
本发明所述的分子标记引物在克隆偃麦草高产基因中的应用。
本发明所述的分子标记引物在鉴定长穗偃麦草高产基因中的应用,其主要利用分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40)对创制的小麦-长穗偃麦草种质资源及其衍生品种(系)的基因组DNA进行扩增,扩增产物电泳分离。如果能够扩增到所述分子标记的目标条带,则说明待鉴定小麦品种中含有长穗偃麦草高产基因。反之,则不含有该基因。所述的小麦-长穗偃麦草种质资源的衍生品种(系)是指以小麦-长穗偃麦草高产基因种质资源(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)为亲本,通过杂交或遗传转化方法获得的小麦品种。
本发明所述的分子标记引物在筛选长穗偃麦草高产基因品系和小麦-长穗偃麦草染色体工程系(染色体附加系、代换系和易位系)中的应用,利用分子标记Xsaas118对长穗偃麦草高产基因品系和小麦-长穗偃麦草染色体工程系(染色体附加系、代换系和易位系)的基因组DNA进行扩增,扩增产物电泳分离。如果能够扩增到所述分子标记的目标条带,则说明待鉴定小麦品种中含有长穗偃麦草高产基因。反之,则不含有该基因。
本发明所述的分子标记的确定方法,包括以下步骤:
良星66与供体亲本SN064进行杂交,获得F1
F1与良星66进行回交,获得BC1F1
BC1F1植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体的单株,与良星66继续进行回交,获得BC2F1
BC2F1植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株,连续自交2次,获得BC2F3
BC2F3植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株,继续自交2次,获得BC2F5
BC2F5植株中,选择携带长穗偃麦草7el2L染色体杂合的单株1个,自交1次,获得BC2F5:6
借助于分子标记辅助选择,对该BC2F5:6株系进行基因型确定,选择携带7el2L染色体纯合单株2个和不携带该染色体的纯合单株1个,命名为SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,构成一组近等基因系(NIL);对获得的近等基因系进行农艺及产量相关性状分析,同时结合荧光原位杂交技术(FISH)确定高产基因在长穗偃麦草染色体上的位置。
根据已发表普通小麦ABD基因组序列,开发与长穗偃麦草高产基因紧密连锁的分子标记。
其中,PCR扩增的反应体系中,PCR反应体系体积为10.0 μL,包括10 × Buffer缓冲液:1.0 μL,2.5 mM dNTP溶液:0.8 μL,Taq酶0.1μL,灭菌双蒸水:4.1 μL,50 ng DNA模板2.0 μL,前引物和后引物各1.0 μL。PCR扩增程序为95℃预变性5 min;35个循环(94℃变性50 s,60℃退火1 min,72℃延伸2 min);72℃延伸10 min;4℃保存。PCR扩增产物2.0%琼脂糖凝胶电泳分析,EB染色,Bio-Rad凝胶成像仪成像。
本发明的有益效果为:
(1)本发明不受环境条件限制,通过获得的与长穗偃麦草高产基因紧密连锁的分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40),检测长穗偃麦草高产基因,根据目的条带的大小,为准确筛选出携带偃麦草高产基因的品系提供可能,这将大大提高小麦高产育种效率。
(2)小麦的产量性状是由数量性状控制的,因此,当长穗偃麦草高产基因处于杂合状态时,产量性状表现为部分显性效应,而位于Xsaas118与长穗偃麦草高产基因紧密连锁,从而可以在筛选出该基因的基础上,通过简单杂交和农艺性状观察选择,便可在低世代选育出稳定的高产小麦品系,这可以大大减少育种中操作过程,降低育种成本,提高选择效率。
(3)本发明的另一个贡献是提供了该高产基因的物理定位结果,从而为接下来该高产基因的表达分析、克隆等研究提供方便和材料基础。此外,本发明提供的紧密连锁的共显性分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40)为SSR标记,较之其它类型分子标记使用更为方便、快速。
附图说明
图1为中国春和两份小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)的田间长相示意图;图中A为SAAS1001,B为SAAS1002,C为SAAS1003。
结合图1可知,本研究构建了1组近等基因系,近等基因系包括SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,三者衍生于同一BC2F5 7el2L染色体杂合单株(系谱:良星66/SDAU1881//2*良星66),三者株高一致,均为90 cm。
图2为小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)的原位杂交鉴定;图中A为SAAS1001,B为SAAS1002,C为SAAS1003。
FISH鉴定结果表明,SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003材料中7DL染色体末端缺失Oligo-pTa535.1信号(图2),说明此处发生易位,且该易位片段为长穗偃麦草7el2L染色体片段。
图3为小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)间的SNP分析。
利用55K SNP芯片对上述材料间的遗传近似度进行分析,从图3可以看出,SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003间的遗传相似度均达到93%以上(分别为94.97%和94.35%),说明SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003间的遗传关系较近,可以作为近等基因系,用于分析长穗偃麦草7EL染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响。
图4为小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系的农艺和产量性状鉴定分析。图中横坐标1为SAAS1001,横坐标2为SAAS1002,横坐标3为SAAS1003。
利用构建的近等基因系,对长穗偃麦草染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响进行了分析。从图4可以看出,对于旗叶长度来说,仅SAAS1002与SAAS1003间存在显著差异(P < 0.05);对于旗叶宽度来说,仅SAAS1001与SAAS1003间存在显著差异(P < 0.05);穗粒数分析结果显示,仅SAAS1002与SAAS1003间存在极显著差异(P < 0.01);穗长、不育小穗数、粒长、粒宽和千粒重比较分析表明,近等基因系间不存在显著差异;可育小穗数分析结果表明,SAAS1001、SAAS1002与SAAS1003间存在极显著差异(P < 0.01);产量分析表明,SAAS1001、SAAS1002与SAAS1003间存在显著差异,分别增产8.92%和12.50%(P < 0.01)。综上分析,长穗偃麦草7el2L染色体片段可降低可育小穗数(但穗粒数不变),增加产量(平均10%左右),但对其它性状无明显不利影响。
图5为共显性分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40)在济麦22、良星66、小麦-长穗偃麦草近等基因系SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003中的扩增结果;图中M为100bpladder,1为济麦22,2为良星66,3为SAAS1003,4为SAAS1001与济麦22混合DNA,5为SAAS1002与良星66混合DN,6为SAAS1003与SAAS1001混合DNA,7为SAAS1001,8为SAAS1002。
具体实施方式
实施例1小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系的创制
2015年,在山东省农业科学院作物研究所温室配置杂交组合(良星66 × SNK064),获得F1;2016年春季,将获得F1与良星66进行回交,获得BC1F1,并对获得的植株进行分子标记鉴定,在分子标记鉴定的基础上,携带目标基因和外源片段的BC1F1与良星66继续回交,获得BC2F1。2016年夏季和秋季人工气候室连续加代,自交2次,获得BC2F3,借助于分子标记和荧光原位杂交,获得小麦-长穗偃麦草7el2L杂合株系;2016年冬季和2017年春季,上述杂合株系继续连续自交2次,获得BC2F5,借助于分子标记和荧光原位杂交,获得小麦-长穗偃麦草7el2L杂合株系(1个株系),2017年夏季人工气候室加代,该株系自交1次,获得BC2F5:6株系;2017年秋季人工气候室加代,对上述BC2F5:6株系进行基因型确定,选择携带7el2L染色体纯合单株2个和不携带该染色体的纯合单株1个,并命名为SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,构成一组近等基因系(NIL)。利用55K SNP芯片对上述获得的近等基因系进行分析,55K SNP芯片由北京博奥晶典生物技术有限公司研发。
由图1、图2和图3可以看出,新创制的小麦-长穗偃麦草高产基因近等基因系SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003,具有近乎相同的遗传背景,可以用于农艺和产量性状分析。
实施例2 长穗偃麦草高产近等基因系的农艺和产量相关性状分析
以Oligo-pTa535.1和 Oligo-pSc119.2为探针进行的原位杂交所用探针合成、探针浓度及具体操作步骤等参见Tang等[2014]的方法。原位杂交染色体制片自然干燥后,滴加0.25 µg/mL碘化丙啶并盖上盖玻片,在Olympus BX51荧光显微镜下进行照相。
上述近等基因系材料(SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003)于2017年冬季种植于陵城试验基地,小区面积1.5 m × 6.0 m,3次重复。小麦开花期和灌浆期,参照中华人民共和国农业行业标准《农作物品种区域试验技术规程-小麦》对旗叶长度和宽度、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数等6个性状调查分析,每个小区调查30穗。收获后,利用万深SC-G自动种子考种及千粒重分析仪对上述材料进行分析,获取粒长、粒宽、千粒重千粒重等参数,每个材料至少分析500粒。
检测结果由图2、3和5可以看出,通过与普通小麦7D染色体FISH带型进行分析,从而将长穗偃麦草高产基因定位在7el2L染色体长臂近末端;近等基因系间农艺和产量相关性状分析表明,长穗偃麦草7el2L染色体片段可降低可育小穗数,增加产量(平均10%左右),但对其它性状无明显不利影响。
实施例3 长穗偃麦草高产基因紧密连锁分子标记的开发
根据已发表小麦基因组(7DL末端)的序列信息,利用Primer 3.0设计SSR引物,以小麦品种济麦22、良星66、SAAS1001与济麦22混合DNA、SAAS1002与良星66混合DN、SAAS1003与SAAS1001混合DNA以及小麦-长穗偃麦草近等基因系SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003为材料,进行PCR扩增,寻找与高产基因紧密连锁的分子标记。
PCR扩增的反应体系中,PCR反应体系体积为10.0 μL,包括10 × Buffer缓冲液:1.0 μL,2.5 mM dNTP溶液:0.8 μL,Taq酶0.1μL,灭菌双蒸水:4.1 μL,50 ng DNA模板2.0 μL(济麦22、良星66、SAAS1001与济麦22混合DNA、SAAS1002与良星66混合DN、SAAS1003与SAAS1001混合DNA以及小麦-长穗偃麦草近等基因系SAAS1001、SAAS1002和SAAS1003),前引物和后引物各1.0 μL。PCR扩增程序为95℃预变性5 min;35个循环(94℃变性50 s,60℃退火1 min,72℃延伸2 min);72℃延伸10 min;4℃保存。PCR扩增产物2.0%琼脂糖凝胶电泳分析,EB染色,Bio-Rad凝胶成像仪成像。
结果表明,根据已发表小麦基因组(A、B和D基组)序列,开发了8个多态性分子标记,其中有5个标记在小麦-长穗偃麦草高产种质资源中没有扩增条带,而在小麦中有扩增条带,有3个分子标记在小麦-长穗偃麦草高产种质资源有扩增条带,而在小麦中无扩增条带;进一步通过上述小麦特异分子标记和偃麦草特异分子标记组合,只有1种多重PCR分子标记组合Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40),它即可扩增出小麦特异带型,又可扩增出偃麦草特异带型,该共显性多重PCR分子标记命名为Xsaas118,其在长穗偃麦草中的扩增条带大小为150bp,在小麦中扩增条带大小为350bp,在SAAS1001与济麦22混合DNA、SAAS1002与良星66混合DN以及SAAS1003与SAAS1001混合DNA中有2个扩增条带,其大小分别为150bp和350bp;结合上述高产基因定位在长穗偃麦草7el2长臂近末端范围内的判定,可以看出片段大小为150bp的条带,与长穗偃麦草高产基因紧密连锁。同时,以上结果还说明分子标记Xsaas118(Xsaas32和Xsaas40)是一个共显性多重PCR分子标记,可以区分开纯合株系和杂合株系。
分子标记Xsaas32对应的引物为:
Xsaas32-F:5' CTACACCGGCACTTTCAACA 3'(SEQ ID No.1);
Xsaas32-R:5' CACGTCCAGAATTCCAAACC 3'(SEQ ID No.2)。
分子标记Xsaas40引物如下:
Xsaas40-F:5' agtcacgcacaaggaccatc 3'(SEQ ID No.3);
Xsaas40-R:5' tgctggccatcttctggttt3'(SEQ ID No.4)。
其对应的扩增结果如图5所示,结果发现该分子标记在小麦(济麦22、SAAS1003和良星66)中只有1个扩增条带,其大小为350bp;在近等基因系SAAS1001和SAAS1002中也只有1个扩增条带,其大小为150bp。
序列表
<110> 山东省农业科学院作物研究所
<120> 一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记及应用
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
ctacaccggc actttcaaca 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
cacgtccaga attccaaacc 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
agtcacccac aaggaccaac 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
tggtgcccat cttctggtat 20

Claims (8)

1.一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记,其特征在于:所述的分子标记为Xsaas118,所述分子标记Xsaas118包括标记Xsaas32和标记Xsaas40,所述标记Xsaas32引物如下:
Xsaas32-F:5' CTACACCGGCACTTTCAACA 3',其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示;
Xsaas32-R:5' CACGTCCAGAATTCCAAACC 3',其核苷酸序列如SEQ ID No.2所示;
所述标记Xsaas40引物如下:
Xsaas40-F:5' agtcacgcacaaggaccatc 3',其核苷酸序列如SEQ ID No.3所示;
Xsaas40-R:5' tgctggccatcttctggttt3',其核苷酸序列如SEQ ID No.4所示。
2.根据权利要求1所述的一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记,其特征在于:所述长穗偃麦草高产基因位于长穗偃麦草7el2L染色体近末端。
3.根据权利要求2所述的一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记,其特征在于:所述长穗偃麦草高产基因出现在含有长穗偃麦草7el2L染色体片段的近等基因系中,所述近等基因系导入的长穗偃麦草7el2L染色体片段降低可育小穗数,穗粒数不变,增加10%产量,但对其它性状无明显不利影响。
4.根据权利要求3所述的一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记,其特征在于:所述近等基因系为良星66与长穗偃麦草7el2L染色体片段供体亲本SN064经过杂交、回交获得,所述近等基因系包括携带7el2L染色体2个纯合株系SAAS1001、SAAS1002,和不携带7el2L染色体的纯合株系SAAS1003。
5.根据权利要求4所述的一种快速检测长穗偃麦草高产基因的分子标记,其特征在于:所述分子标记Xsaas118在小麦中只有1个扩增条带,其大小为350bp;在近等基因系SAAS1001和SAAS1002中也只有1个扩增条带,其大小为150bp;在SAAS1001与小麦混合DNA、SAAS1002与小麦混合DN以及SAAS1003与SAAS1001混合DNA中有2个扩增条带,其大小分别为150bp和350bp;所述分子标记Xsaas118是一个共显性多重PCR分子标记,可以区分开纯合株系和杂合株系。
6.权利要求1-5中任一项所述分子标记在克隆偃麦草7el2L高产基因中的应用。
7.权利要求1-5中任一项所述分子标记在鉴定长穗偃麦草7el2L高产基因中的应用。
8.权利要求1-5中任一项所述的分子标记在筛选长穗偃麦草7el2L高产品系和小麦-长穗偃麦草7el2L染色体工程系中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110106272A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 四川农业大学 一种四倍体长穗偃麦草3e染色体分子标记及其应用
CN116377121A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 鲁东大学 一种与小麦旗叶长和穗长相关的分子标记及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013082335A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Purdue Research Foundation COMBINING YELLOW DWARF VIRUS, FUSARIUM HEAD BLIGHT, Ug99 STEM RUST AND LEAF RUST RESISTANCE GENES IN SOFT WINTER WHEAT ADAPTED TO EASTERN USA
CN107630106A (zh) * 2017-11-21 2018-01-26 山东农业大学 一种快速检测长穗偃麦草抗赤霉病基因的分子标记

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013082335A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Purdue Research Foundation COMBINING YELLOW DWARF VIRUS, FUSARIUM HEAD BLIGHT, Ug99 STEM RUST AND LEAF RUST RESISTANCE GENES IN SOFT WINTER WHEAT ADAPTED TO EASTERN USA
CN107630106A (zh) * 2017-11-21 2018-01-26 山东农业大学 一种快速检测长穗偃麦草抗赤霉病基因的分子标记

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUO J.等: "Molecular and Cytological Comparisons of Chromosomes 7el1,7e2,7E(e), and 7Ei Derived from Thinopyrum", 《CYTOGENETIC AND GENOME RESEARCH》 *
孔令让: "长穗偃麦草7E染色体的遗传研究", 《2008中国作物学会学术年会论文摘要集》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110106272A (zh) * 2019-04-29 2019-08-09 四川农业大学 一种四倍体长穗偃麦草3e染色体分子标记及其应用
CN110106272B (zh) * 2019-04-29 2022-08-02 四川农业大学 一种四倍体长穗偃麦草3e染色体分子标记及其应用
CN116377121A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 鲁东大学 一种与小麦旗叶长和穗长相关的分子标记及其应用
CN116377121B (zh) * 2023-06-05 2023-08-18 鲁东大学 一种与小麦旗叶长和穗长相关的分子标记及其应用

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