CN116334301A - 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 - Google Patents
与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116334301A CN116334301A CN202310610778.3A CN202310610778A CN116334301A CN 116334301 A CN116334301 A CN 116334301A CN 202310610778 A CN202310610778 A CN 202310610778A CN 116334301 A CN116334301 A CN 116334301A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wheat
- spike length
- molecular marker
- seq
- closely linked
- 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.)
- Granted
Links
- 241000209140 Triticum Species 0.000 title claims abstract description 72
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 title claims abstract description 72
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000009395 breeding Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 10
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 claims description 9
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 8
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 7
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 11
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical class [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000009394 selective breeding Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 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 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000004569 Blindness Diseases 0.000 description 1
- 240000003433 Miscanthus floridulus Species 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 241000495841 Oenanthe oenanthe Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000012550 audit Methods 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 238000000861 blow drying Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- BKHZIBWEHPHYAI-UHFFFAOYSA-N chloroform;3-methylbutan-1-ol Chemical compound ClC(Cl)Cl.CC(C)CCO BKHZIBWEHPHYAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012257 pre-denaturation Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011535 reaction buffer Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
- C12Q1/6895—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/6858—Allele-specific amplification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/13—Plant traits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/156—Polymorphic or mutational markers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Botany (AREA)
- Mycology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记及其在小麦辅助育种及遗传改良中的应用，属于小麦分子生物技术与育种技术领域。其中，所述分子标记为2D‑8，其位于小麦的2D染色体上，核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，序列长度209bp，可由SEQ ID NO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物扩增得到。本发明提供的分子标记2D‑8充分体现了小麦品种（系）的穗长主效QTL，其能够快捷且精准地判断小麦品种（系）是否具有穗长主效QTL，为小麦产量性状分子育种提供了优异基因资源和选择工具。
Description
技术领域
本发明涉及一种分子标记及其应用，具体涉及一种与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记及其在小麦辅助育种及遗传改良中的应用，属于小麦分子生物技术与育种技术领域。
背景技术
小麦是我国主要粮食作物之一，小麦的产量三要素分别是单位面积穗数、穗粒数和千粒重。小麦穗部性状对产量提高具有重要作用。穗长是促进小麦穗粒数增加的主要穗部性状，对其进行基因挖掘及分子标记开发对小麦遗传改良具有重要意义。
穗部性状是受多基因控制的数量性状，基因的分离和鉴定面临巨大挑战，限制了小麦分子标记的开发和分子育种应用。在传统育种过程中，需要先将不同品种的小麦进行杂交，通过多年选择选出优异品种。这种传统育种方法有利变异少，投入材料多，需要大量的人力，而且诱变的方向和性质不能控制，具有一定的盲目性。分子标记辅助育种是利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点，通过检测分子标记的存在，即可检测到目的基因，达到选择目标性状的目的，具有快速、准确、高效、不受环境条件干扰的优点。这些优点使分子标记育种得到了广泛使用。
目前，穗部性状QTL定位的位点较多，如QSl.cau-2D、Qsl.nwsuaf-2D、Qsl.nwsuaf- 4D和Qsl.nwsuaf-5D，但可以有效利用的分子标记仍比较少，限制了小麦分子育种应用，因此迫切需要挖掘更多的产量性状位点并开发分子标记。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记及其应用，通过获得的与小麦穗长主效QTL 紧密连锁的分子标记，来检测小麦品种或品系中是否具有增加小麦穗长的QTL位点，以加快小麦优异品种的选育进程。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记，所述分子标记为2D-8，其位于小麦的2D染色体上，核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，序列长度209bp，可由SEQ ID NO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物扩增得到。
前述的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8在鉴定或辅助鉴定小麦穗长性状中的应用，以及在选育具有增加穗长基因型的小麦中的应用。
利用前述的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8鉴定或辅助鉴定小麦穗长性状或选育具有增加穗长基因型的小麦的方法，包括以下步骤：
步骤1：提取待测小麦品种或品系的基因组DNA；
步骤2：以待测小麦品种或品系的基因组DNA为模板，用SEQ ID NO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；
步骤3：将得到的PCR扩增产物在6.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶上稳压电泳分离，如果出现了分子量大小为209bp的扩增片段，则该小麦品种或品系含有增加小麦穗长的等位基因，如果没有出现分子量大小为209bp的扩增片段，则该小麦品种或品系不含有增加小麦穗长的等位基因。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明提供的分子标记2D-8充分体现了小麦品种（系）的穗长主效QTL，以待测小麦品种（系）的基因组DNA为模板，用SEQ ID NO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物对小麦品种（系）进行PCR扩增，能够快捷且精准地判断小麦品种（系）是否具有穗长主效QTL，为小麦产量性状分子育种提供了优异基因资源和选择工具；
（2）将本发明提供的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8用于小麦分子育种，可以大大减少表型鉴定的工作，并且在小麦苗期就可加以利用，从而淘汰非目标植株，既节约了育种成本，又提高了育种效率，为小麦育种开拓更多新的穗型遗传资源。
附图说明
图1是不同环境下小麦穗长主效QTL在2D染色体上的作图区间及InDel 标记2D-8位置图，其中，空心长方形代表染色体，染色体左侧是分子标记的名称，染色体右侧数字是分子标记在染色体上的位置，单位是Mb；图中共有两种分子标记，2D-8为InDel标记，其余为SNP标记；染色体右侧黑色的长方形分别表示穗长在不同环境的QTL作图区间；
图2是分子标记2D-8在KJ-RIL群体部分家系中的PCR扩增结果图，其中，M是50bpDNA Ladder，K是小麦品种科农9204扩增结果，J是小麦品种京411扩增结果，1～46是KJ-RIL群体部分家系扩增结果；
图3是不同环境下188个KJ-RIL群体家系基于分子标记2D-8的穗长单标记分析结果图，其中，黑色条柱是来自科农9204的等位基因，白色条柱是来自京411的等位基因，**表示差异极显著（P<0.01），*表示差异显著（P<0.05）。
实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明所用小麦品种科农9204为审定品种，于2002年通过河北省农作物品种审定委员会审定，于2003年通过国家农作物品种审定委员会审定，品种审定编号为国审麦2003037。
本发明所用小麦品种京411为审定品种，于1991年通过北京市农作物品种审定委员会审定，于1992年通过天津市农作物品种审定委员会、山西省农作物品种审定委员会和国家农作物品种审定委员会审定，京411可以从国家农作物种质资源库索取，全国统一编号为ZM020984。
本发明所用的2×Taq PCR预混试剂由天根生化科技（北京）有限公司生产，规格具体为KT211-02（1ml，含染料，蓝色），该预混试剂含有Taq DNA聚合酶、dNTPs、MgCl2、反应缓冲液、PCR反应的增强剂和优化剂以及稳定剂，具有快速简便、灵敏度高、特异性强、稳定性好等优点，可最大限度减少人为误差。
本发明所用的质量浓度为6.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶的配制方法为：将5.85g丙烯酰胺和0.15g甲叉丙烯酰胺溶于100ml蒸馏水中。
一、设计和开发与小麦穗长主效QTL-qSl-2D紧密连锁的分子标记
设计和开发与小麦穗长主效QTL-qSl-2D紧密连锁的分子标记，步骤具体如下：
（1）以2D染色体上等位基因表现为穗长短的小麦品种科农9204为母本、以2D染色体上等位基因表现为穗长长的小麦品种京411为父本进行杂交得到杂种F1，F1自交得到F2，F2逐代自交形成含有188个家系的F8代RIL群体。
（2）用改良的CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）法提取上述RIL群体各株系的DNA，采用基于660K芯片SNP（single nucleotide polymorphism，又称为单核苷酸多态性，主要指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的 DNA 序列多态）标记对所述家系进行基因型分析，获得所述RIL群体的基因型值。其中，用改良的CTAB法提取DNA的方法具体如下：
（i）取钢珠和0.2g新鲜的叶片放入2.0ml离心管中，快速放入液氮中，摇晃磨成细粉；
（ii）加0.8ml CTAB提取液，摇匀，65℃水浴60min，其间不时反转2～4次摇匀；
（iii）将离心管放置于室温冷却，加入等体积的氯仿-异戊醇（体积比24:1），剧烈摇晃1min混匀，10000rpm离心10min；
（iv）吸600μl上清至另一1.5ml离心管中，加入0.8倍体积预冷的异丙醇（-20°预冷）沉淀DNA，12000rpm离心6min；
（v）倒掉上清，加入适量70%乙醇洗涤沉淀1～2次，离心管倾斜放置于通风橱吹干，待无酒精味后加200μl ddH2O溶解，放-20℃冰箱长期保存。
（3）将RIL群体进行8个试验环境的田间种植及表型鉴定，分别考查不同年份、不同地点及不同氮水平处理条件下的各个株系的穗长，其中：
（i）8个试验环境分别为：
E1：2011-2012年石家庄低氮；
E2：2011-2012年石家庄高氮（常规大田管理）；
E3：2012-2013年石家庄低氮；
E4：2012-2013年石家庄高氮；
E5：2012-2013年北京低氮；
E6：2012-2013年北京高氮；
E7：2012-2013年新乡低氮；
E8：2012-2013年新乡高氮；
（ii）不同氮水平处理分别为：
LN（低氮）处理：全年不施肥；
HN（高氮）处理：每年播种前施300kg•hm-2磷酸二胺和225kg•hm-2尿素作为底肥，拔节期施150kg•hm-2尿素追肥；
（iii）小麦种植方法具体为：
每个系种植2行，每行播40粒；行长3m，株距7.5cm，行距25cm，正常生长及收获；
（iv）穗长的测定方法为：
收获后每个株系随机选择5个主茎穗，量出穗长（不包括芒长）。
（4）根据660K SNP探针物理位置绘制分子图谱。将8个环境穗长表型值及高低氮BLUE值组成10组数据，按照IciMapping v4.1的BIP模块格式要求整理后，进行加性QTL定位。以1Mb为步进区间，进行1000次置换检验，确定LOD阈值为2.0；利用KJ-RIL遗传群体在10组数据中的穗长QTL定位结果可知，7/10组数据中均在2D染色体同一区段检测到穗长主效QTL-qSl-2D（表1），LOD值为5.63～10.13，能够解释4.02～10.10%的表型变异，说明其是一个稳定主效的穗长QTL。
表1 基于KJ-RIL群体穗长初级QTL定位结果
注：由于确定LOD阈值为2.0，而E2、E5和E6的LOD值均小于2.0，所以E2、E5和E6的相关数据均不在表1中。
（5）根据科农9204和京411基因组重测序数据比对结果，在定位区间内Chr2D：590092802bp（IWGSC Chinese_Spring1.0）位置处开发一个InDel （Insertion-Deletion）标记2D-8，其在靶区间的位置如图1所示。相对于科农9204而言，京411基因组中有31bp的碱基缺失，根据该位点设计相应的PCR 引物，设计得到的PCR 引物的序列具体如下：
上游引物：GGGGTCGACGTTCTTATCT（SEQ ID NO:1）；
下游引物：CCGGCACCTTCAACCTTCAA（SEQ ID NO:2）。
由该引物扩增得到的产物，若DNA片段长度为209bp（分子标记2D-8，核苷酸序列见SEQ ID NO:3），则对应的小麦品种为含有增加穗长的优异等位基因；若DNA片段长度为240bp，则对应的小麦品种为不含有增加穗长的优异等位基因。
（6）利用上述PCR 引物对科农9204和京411以及KJ-RIL群体的叶片DNA分别进行PCR扩增，其中：
（i）PCR扩增反应体系为10μl，具体包括：
1μl DNA模板；
0.5μl上游引物；
0.5μl下游引物；
5μl 2×Taq PCR预混试剂；
3μl ddH2O。
（ii）PCR扩增程序具体如下：
95℃预变性5min；
95℃变性30s，57℃退火30s，72℃延伸40s，循环34次；
72℃延伸5min；结束扩增，12℃保存。
将得到的PCR扩增产物用质量浓度为6.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶进行稳压电泳分离，电泳缓冲液为1×TBE，147V恒压电泳2h。凝胶制备和电泳过程具体步骤如下：
（i）将玻璃板水平放置，平板放下边，凹板放上面，中间放上封条，试插梳子是否合适；
（ii）每块胶需50ml质量浓度为6.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶，向每50ml非变性聚丙烯酰胺凝胶中再添加20μl四甲基乙二胺（TEMED）和200μl质量浓度为10%的过硫酸铵，搅拌均匀，用玻璃棒引流灌胶，灌胶完毕后将梳子插上；
（iii）待凝胶凝固后拔下梳子，用去离子水冲洗胶孔，将凝固好的玻璃板放置于电泳槽中，凹槽朝里，用夹子夹住；
（iv）上下各加满电泳缓冲液1×TBE，点样0.3μl，然后于147V恒压电泳2h；
（v）电泳完毕后进行硝酸银染色，具体的：取下胶块，在固定液中固定3min；用去离子水快速冲洗2～3次，每次30～40s；于银染液中染色5～7min，用水快速冲洗；放入显影液中显影至扩增条带出现；放入去离子水中停影，拍照，得到非变性聚丙烯酰胺凝胶图片（图2），记录带型。
小麦品种科农9204的PCR扩增片段的大小为240bp（不含有增加穗长的优异等位基因），小麦品种京411的PCR扩增片段的大小为209bp（含有增加穗长的优异等位基因），KJ-RIL家系共188个群体中带型与科农9204相同的有78个（均不含有增加穗长的优异等位基因），带型与京411相同的有83个（均含有增加穗长的优异等位基因）。
二、分析不同环境下QTL-qSl-2D的穗长效应
利用分子标记2D-8与QTL-qSl-2D的连锁关系，根据上述KJ-RIL 188个家系的基因型分型结果，分析不同环境下QTL-qSl-2D的穗长效应。利用SPSS 25.0对所述KJ-RIL 188个家系的穗长进行差异显著性分析。分析结果见图3。结果表明，在大部分环境中，来自京411的等位基因相对于科农9204的等位基因可以显著增加穗长。
以上结果说明本发明提供的分子标记2D-8可以应用于小麦穗长的分子标记辅助选择育种，例如：在育种早代中利用分子标记2D-8鉴定小麦品种（系）是否具有增加穗长的基因型，进行早期选择系。
需要说明的是，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，并非对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡属于本发明技术方案所引申出的显而易见变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记，其特征在于，所述分子标记为2D-8，其位于小麦的2D染色体上，核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，序列长度209bp，可由SEQ IDNO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物扩增得到。
2.权利要求1所述的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8在鉴定或辅助鉴定小麦穗长性状中的应用。
3.权利要求1所述的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8在选育具有增加穗长基因型的小麦中的应用。
4.利用权利要求1所述的与小麦穗长主效QTL紧密连锁的分子标记2D-8鉴定或辅助鉴定小麦穗长性状或选育具有增加穗长基因型的小麦的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：提取待测小麦品种或品系的基因组DNA；
步骤2：以待测小麦品种或品系的基因组DNA为模板，用SEQ ID NO:1所示的上游引物和SEQ ID NO:2所示的下游引物进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；
步骤3：将得到的PCR扩增产物在6.0%的非变性聚丙烯酰胺凝胶上稳压电泳分离，如果出现了分子量大小为209bp的扩增片段，则该小麦品种或品系含有增加小麦穗长的等位基因，如果没有出现分子量大小为209bp的扩增片段，则该小麦品种或品系不含有增加小麦穗长的等位基因。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310610778.3A CN116334301B (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310610778.3A CN116334301B (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116334301A true CN116334301A (zh) | 2023-06-27 |
| CN116334301B CN116334301B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=86891466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310610778.3A Active CN116334301B (zh) | 2023-05-29 | 2023-05-29 | 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116334301B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109913572A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 鲁东大学 | 小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 |
| CN111411168A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-14 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种用于培育优质小麦的亲本品种的筛选方法及其使用的引物组组合 |
| CN112280893A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-01-29 | 鲁东大学 | 小麦产量相关基因TaD11-2A的分子标记及其应用 |
-
2023
- 2023-05-29 CN CN202310610778.3A patent/CN116334301B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109913572A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-21 | 鲁东大学 | 小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 |
| CN111411168A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-14 | 中国农业科学院作物科学研究所 | 一种用于培育优质小麦的亲本品种的筛选方法及其使用的引物组组合 |
| CN112280893A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-01-29 | 鲁东大学 | 小麦产量相关基因TaD11-2A的分子标记及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116334301B (zh) | 2023-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111206113B (zh) | 一种辅助选择水稻早抽穗基因的InDel分子标记及其应用 | |
| CN110982933B (zh) | 与小麦粒长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN109825639B (zh) | 与小麦穗粒数主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN109913573A (zh) | 小麦穗粒数主效qtl的紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN109929945B (zh) | 甘蓝型油菜开花期和成熟期主效QTL位点的分子标记BrSF2604引物及其应用 | |
| CN103555717A (zh) | 一种甜瓜甜味酸味性状相关基因功能性分子标记及应用 | |
| CN110295251A (zh) | 与小麦有效分蘖数qtl连锁的snp分子标记及其应用 | |
| CN109913574B (zh) | 与小麦旗叶宽度主效qtl紧密连锁的分子标记及应用 | |
| CN113151576B (zh) | 与小麦株高主效qtl紧密连锁的分子标记及其获取方法和应用 | |
| CN115029465B (zh) | 一种与油菜种子次生休眠主效QTL共分离的KASP和dCAPS标记及其应用 | |
| CN110004242B (zh) | 甘蓝型油菜开花期和成熟期主效QTL位点的分子标记BrSF0239引物及其应用 | |
| CN116334301B (zh) | 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN115927718B (zh) | 用于鉴定小麦粒重和粒宽的kasp分子标记及应用 | |
| CN115852021A (zh) | 鉴定小麦粒重和粒长的snp分子标记及其应用 | |
| CN111549172B (zh) | 西瓜叶片后绿基因连锁位点及caps标记 | |
| CN116334300B (zh) | 与小麦每穗小穗数主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN116411130B (zh) | 与小麦穗长主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN117265175B (zh) | 与小麦不育小穗数主效qtl紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN107868839B (zh) | 一种分析水稻遗传多样性鉴定品种的snp标记、引物及应用 | |
| CN113817860B (zh) | 一种小麦单株穗数主效QTL-qSnpp-5D连锁的分子标记方法和应用 | |
| CN115976263B (zh) | 小麦千粒重主效qtl的kasp分子标记及其应用 | |
| CN110724755B (zh) | 一种与西瓜节间长度连锁的caps标记引物组及其应用 | |
| CN116814841B (zh) | 一种鉴定水稻黑褐色颖壳基因hk4的引物组及其方法和应用 | |
| CN117965801B (zh) | 与小麦千粒重紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN116640878B (zh) | 基于多-单-合-标-证之新模式开发的小麦每小穗小花数qtl的分子标记及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |